底板裂隙突水防治技術的研究應用

姚 宏

（晉能控股煤業集團云崗礦，山西 大同 037000）

引言

同煤某礦主要含煤地層是太原組和大同組，410 盤區81022 工作面是井田內可采煤層，可采長度為730 m，工作面中部及北部的煤層厚度為1.83 m，南部煤層厚度為1.27 m，埋藏深度為340 m，煤層變異系數為28.60%，中部含有1 層～3 層細砂巖夾石，受底板裂隙水的威脅，出現突水事故，影響安全生產，為防止出現底板突水，對煤層底板裂隙的突水危險性進行分析。

1 地質水文概況

81022 工作面煤層厚度為7.6 m，煤層傾角為2°，直接頂是中砂巖，煤層厚度為2 m，直接底是細砂巖，煤層厚度為1 m，在工作面掘進期間，底板裂隙發育，含水層主要是奧灰水裂隙含水層組，單位涌水量為0.851 L/s·m，底板隔水層為55 m，煤層構造簡單，僅發育一些寬緩褶皺，掘進期間共揭露斷層27條，1 m 以上的斷層10 條，影響范圍達350m，斷層呈帶狀分布，附近伴有節理，有較好的透水性，在過斷層時，會出現活化，造成導水裂隙帶發育，引發突水事故[1]。

2 底板裂隙突水評價研究

2.1 底板裂隙突水數值模擬

同煤某礦81022 工作面傾向長度為180 m，中細砂巖煤層厚度為42 m，海相泥巖煤層厚度為10 m，底板斷層發育，給模型上方施加巖石自身重應力以及太灰孔隙水壓力，模型示意圖如圖1 所示。

圖1 工程模型示意圖（m）

根據礦井的地質概況，綜合考慮巖石的物理力學特性，運用三維有限差分算法，采用FLAC3D 軟件建立力學過程數值模擬模型[2]，建立沿走向長度300 m，傾向寬度540 m，高度240 m 的模型，共劃分87 480個單元，93 940 個結點，對模型的側面進行水平約束，底面進行垂直約束，上面施加垂直載荷，現場取得巖石力學參數結果如表1 所示。……