断层对软岩急倾斜煤层工作面导水裂隙带发育高度的影响.pdf

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1、第48卷第8期煤炭工程COALENGINEERINGVol。48．No．8doi：10．11799／ee201608023断层对软岩急倾斜煤层工作面导水裂隙带发育高度的影响张为民1．杨刚帅2(1．山东新河矿业公司，山东济宁272415；2．山东科技大学矿业与安全工程学院，山东青岛266590)摘要：以新河煤矿3’煤层工程地质条件为研究背景．采用UDEC数值模拟揭示了断层倾角与落差对软岩急倾斜煤层顶板导水裂隙发育高度的影响，并运用双端堵水器进行了现场探测。结果表明：随断层倾角及落差的增大，软岩急倾斜

2、煤层工作面导水裂隙带高度也随之增加。高度可达采高的20倍以上。关键词：软岩；导水裂隙带；急倾斜煤层；断层；数值模拟中图分类号：TD325文献标识码：A文章编号：1671—0959(2016)08—0074．04Effectoffaultonheightofwater—·flowingfracturezoneinsteepminj【ngfacewimsoRoverlyingstrataZHANGWei-minl，YANGGang-shuai2(1．NewRiverShandongMineralCom

3、pany，Jining272415，China；2．SchoolofMiningandSafetyEngineering，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdact266590，China)Abstract：ThepapertakestheNewRivercoalmine3。coal8eslnengineeringgeologicalconditions器theresearchbackground．usesUDECnumericalsimul

4、ationtorevealeffectoffaultdipandfallheadonheightofwater—flowingfracturezoneinsoftrocksteepcoalseamroof，andUSeSdoublesidewatershutoffdeviceforon-sitedetection．Theresultsindieatethattheheightofwater—flowingfracturezoneincreaseswithbothdipanddropoffault，

5、whichreachesupto20timesofminingheight．Keywords：softrock；water—flowingfracturezone；steepcoalseam；fault；numericalsimulation煤层开采后，采空区顶板内会形成垮落带、裂隙带和缓慢下沉带，简称为顶板上“三带”，若裂隙带与顶板中含水层相贯通，将会引发矿井顶板突水事故。若含水层中的水导通至采空区，将使矿井采空区涌水量增加[1'2】。特别是软岩顶板急倾斜煤层，由于顶板岩层强度较低，加之煤层倾角

6、较大，当工作面开采过程中遇到断层，采空区顶板岩层移动角将增大，导水裂隙带的发育高度增加．加大了矿井顶板突水事故发生的几率。在软岩煤层导水裂隙带发育规律研究方面，胡巍等【31采用数值模拟及相似材料模拟方法研究了软岩顶板条件下导水断裂带发育高度；赵德深[41等分析了软岩煤层开采过程中导水裂隙带的形态；黄炳香等[5】研究了正、逆断层对导水断裂带发育规律的影响；王晓东等【61等通过理论计算和数值模拟方法分析了断层对缓斜厚煤层工作面导水断裂74带发育规律的影响。但目前对不同倾角和落差断层对软岩急倾斜煤层工作

7、面导水裂隙带发育规律的影响还未进行深入研究。进行此方面研究对合理设计急倾斜煤层工作面开采参数，保障煤层安全开采具有重要意义。l工程概况3303工作面位于新河煤矿330采区南部。一400m水平轨道大巷西侧，F03-5断层下盘，工作面开采3．煤，工作面长度110m，推采长度807m，埋深405m，采用放顶煤开采，煤层均厚7m，采高2．5m，倾角440～60。，平均500。在工作面开切眼前方40m和112m处存在正断层F。一F．B。正断层k一；走向2360，倾向3260，倾角300～500，落差0～25

8、m；正断层F。。，走向2430，倾向333。，倾角300～500，落差0—14m。工作面强行推进过断层。即工作面由上盘进收稿日期：2015—06—30作者简介：张为民(1975一)，男，山东淄博人，总工程师，主要从事矿井开采工作，E-mail：zwm757575@126．corn。引用格式：张为民，杨刚帅．断层对软岩急倾斜煤层工作面导水裂隙带发育高度的影响[J]．煤炭工程，2016，48(8)：74—76，80．2016年第8期煤炭工程刀，部分破顶岩石直接推过断层。工作面布置如图l