断层采动效应及防隔水煤(岩)柱合理留设研究

刘玉洁, 刘启蒙, 刘瑜, 崔雨

六盘水师范学院学报 ›› 2025, Vol. 37 ›› Issue (03) : 18-28. DOI: 10.16595/j.1671-055X.2025.03.002

断层采动效应及防隔水煤(岩)柱合理留设研究

  • 刘玉洁, 刘启蒙, 刘瑜, 崔雨
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摘要

断层导水或由于断层活化引起的滞后突水严重威胁矿井安全生产,合理留设断层防隔水煤(岩)柱是防止断层突水的主要措施之一。断层活化关系到煤柱的防水效果,忽略这一因素可能导致煤柱尺寸不足,进而增加采矿过程中的水害风险。为探究断层采动活化效应并制定有效的水害防治措施,以安徽界沟煤矿西一采区F6断层为研究对象,综合井下上探查及采掘揭露情况,对断层天然含导水性进行分析;并利用三维连续介质快速拉格朗日分析(FLAC3D)软件建立断层数值模型,分析82煤层采动过程中的断层界面及围岩应力、位移及塑性区演化过程,揭示煤层开采F6断层采动活化情况;同时结合数值模拟和现场实际生产情况,分析计算了F6断层防隔水煤(岩)柱合理留设尺寸,并根据断层活化情况对煤柱宽度进行优化。研究结果表明:F6断层在天然情况下富水性弱,导水性差,在工作面回采距F6断层15-22m处,断层产生活化现象。综合考虑断层活化的影响,分析确定断层防隔水煤(岩)柱留设尺寸为42 m。依据实际开采实践,留设合理性得到验证,保障了近断层82煤层工作面安全采掘。

关键词

断层活化 / 数值模拟 / 防隔水煤柱 / 水害防治 / 煤柱宽度

中图分类号

TD745 / TD822.3

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刘玉洁, 刘启蒙, 刘瑜, 崔雨. 断层采动效应及防隔水煤(岩)柱合理留设研究. 六盘水师范学院学报. 2025, 37(03): 18-28 https://doi.org/10.16595/j.1671-055X.2025.03.002

基金

安徽省自然科学基金资助项目“深部开采条件下‘管道—裂隙’双重介质结构断层带注浆机理研究”(1908085ME145)

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