地質異常體下煤層開采安全的數值模擬分析

劉樂意，宣以瓊

(安徽建筑大學 土木工程學院，安徽 合肥 230601)

0 引言

當前我國的煤炭消耗量逐年上升，導致其開采不斷向深部延伸,礦區的突水潰砂事故時有發生。我國華北地區普遍為地質異常體(陷落柱)，其內部結構巖體的巖性不規則。因此，在其煤層開采掘進過程中，容易呈現出巖體破碎和地質裂隙帶，在異常體處產生豎向導水通道并與回采工作面相連，從而發生突水事故。陷落柱突水通常具有延遲反應、偶發性、突水量大、破壞力強和防治難度大等特點，對煤層的安全開采有著重要影響。

目前，國內外學者通過理論研究、實驗分析、數值模擬等方法對異常體的突水、滲流特性及其對開采工作面的影響等問題進行了諸多研究。楊本水等[1]對異常體陷落柱水害預防與超前探查治理技術進行了研究，對判別突水水源及對采動裂隙進行超前治理提出了新模式。大量研究結果表明[2]，建立巖溶陷落柱沖蝕突水力學模型，研究分析沖蝕作用下裂隙的發育，對于揭示陷落柱突水機理并指導其突水防治具有重要意義。畢國勝等[3]通過理論推導以及實測數據對綜采工作面的應力影響范圍和應力峰值等相關參數進行了數據研究，為工作面安全開采和工作面支護等安全參數的合理選用提供了有力依據[4]。

注漿加固松軟地質、圍巖破裂區及斷層等不良地質異常體時，能明顯提高其結構穩定性和圍巖支護強度[5-9]，對異常體處有著良好的支護作用，能有效抑制異常體處的塑性破壞，減小異常體巷道附近的圍巖變形[10-12]。……