云崗礦煤層頂板冒裂安全性分區(qū)研究

陳玉嬌

（晉能控股煤業(yè)集團 云崗礦，山西 大同 037000）

云崗礦在工作面掘進過程中，煤層上覆的含水層會經(jīng)過巖層裂隙帶流入礦井中，在水量較大時，可能會發(fā)生淹井事故，因此，礦井出現(xiàn)突水的關(guān)鍵是導水裂隙帶是否發(fā)育，要正確預測導水裂隙帶的發(fā)育高度，以確保礦井正常開采。

1 水文地質(zhì)概況

云崗礦現(xiàn)開采的410 盤區(qū)51041 工作面，煤層厚度為5 m，根據(jù)鉆孔和探勘線剖面結(jié)果，鉆孔數(shù)據(jù)見表1。煤層上覆主要含水層是侏羅系直羅組下段砂巖含水層，裂隙水資源豐富，煤層上覆的厚度為30.43 m，煤層東部和南部的厚度在40 m 以下，煤層北部的厚度在100 m 以上。由于煤層的水文地質(zhì)條件復雜，上覆含水層補給水資源，煤層有較強的富水性，屬于中等富水的含水層。煤層的主要隔水層巖性是深灰色、灰黑色泥巖，夾雜少量的細砂巖，透水性能較弱，煤層東部和南部開采后，礦井受侏羅系直羅組下段含水層的影響比較大，在工作面回采期間，出現(xiàn)大大小小的突水事故7 次，嚴重威脅礦井的安全生產(chǎn)。

表1 鉆孔水文地質(zhì)條件數(shù)據(jù)Table 1 Drilling hole hydrogeological condition data

2 數(shù)值模擬

根據(jù)各鉆孔的巖層厚度和物理參數(shù)（物理參數(shù)通過實驗報告獲得），巖石破壞準則采用摩爾庫倫強度準則，建立FLAC3D 地質(zhì)數(shù)值模擬模型，模型的長寬高分別為500、450 和137 m，工作面的寬度為250 m，模擬長度為300 m，整個模型有20 250 個單元，22 724 個節(jié)點，在模擬掘進之前，對模型左右兩側(cè)設計X 方向邊界約束條件，對模型前后兩側(cè)設計Y 方向邊界約束條件，對模型底部設計X、Y、Z 方向的邊界約束條件，生成初始應力場。……