綜采工作面過斷層頂板破壞機理及控制技術

韋慶亮，李彥斌，谷 攀，張 博

(1.中國礦業大學(北京) 深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室，北京 100083；2.太原理工大學 礦業工程學院，山西 太原 030024)

在各種誘發頂板和煤壁事故的因素中，斷層構造在其中占據較高比例，且斷層極易引發冒頂和煤壁片幫事故[1-3]。針對這些問題，目前，國內外學者對工作面過斷層方面做了大量研究：王兆會，楊敬虎等人分析了大采高工作面斷層結構處煤壁破壞機理，穩定性影響因素并提出了適應于特殊斷層背景下的綜合過斷層控制措施[4-7]；孫健，邢存恩通過研究斷層下工作面頂板的破斷規律及礦壓分布特征，闡釋了工作面注漿加固后煤體彈性模量對頂板下沉量的影響[8，9]；王琦，李術才等人通過建立正、逆斷層彈性深梁力學模型，分析了不同頂板壓力、支護強度、跨高比等因素下煤巷頂板破斷機理[10-15]。然而，現有研究主要針對垂直于煤層走向的斷層對工作面經過時造成的影響，對于斷層垂直于煤層傾向時造成的影響卻鮮有研究。

本文針對麻家梁礦綜采工作面過斷層帶出現的頂板垮落現象進行破壞機理分析，利用數值模擬對提出的深淺分帶剛柔耦合注漿方案進行可行性判定，并結合工程實踐進行現場驗證，取得良好的控制效果。

1 工程概況

麻家梁礦煤層埋深610m，煤層厚度3.5m，以暗煤為主，內含成分主要為高嶺巖、高嶺質泥巖和炭質泥巖的夾矸1～7層，厚度平均0.3m。老頂厚度為11.5m粉砂巖，直接頂為4.5m厚的泥巖，直接底為1.5m厚的高嶺質泥巖，老底為粗砂巖，厚度為2m。……