层面 的距 离 ， 而忽 视 了断 层 两 侧 导 水破 碎 带 的存 在 ，
导致 了 因 防水 煤 岩 柱 留设 不 足 而 诱 发 的矿 井 水 害 。
２ １日， 与五 沟矿相邻 的界 沟煤 矿 在开 采 １ 时发 生 ０煤
太 灰 突水 ， 导致 工作 面 被淹 矿 井 停 产 ， 济效 益 和 社 经 会 效益 损失 巨大 ）４。为此 ， Ｅ ３ 矿井 初 步 设计 时 留设 断 层 防水 煤柱 尺寸 为 ５ ～ １０ ｍ， 煤 ２３ ２ 万 吨 ， ０ ０ 压 ３多 资
通过分析计算确定防水煤 柱合理 留设宽度 ， 成功地实现安全 回采 。合理 留设 断层的安全煤 柱， 才能在保证 生产安全 的基础上 ， 开 采出更多宝贵的煤 炭资源。 关键词 ： 防水 煤岩柱 ； 断层破碎带 ； 数值模拟
中 图 分 类 号 ： Ｄ７ ５ＴＤ８ ２ ３ Ｔ ４； ２ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ３５８ （０ ２ Ｏ 一０ ７０ １ ７—７ １２ １ ） ｌ０ ２ ３
由于 断层 面或 断层 牵 引 的裂 隙 带 导 水 而 引发 的矿 井 突水灾 害在 矿井 突水 事故 中 占有绝 对 主导 的位置 嘲 。
１ 工 程 概 况
五 沟煤 矿隶 属 于皖北 煤 电集 团公 司 ， 位于 安徽 省
淮北 市 濉溪 县 境 内 ， 临涣 矿 区 。矿 井 于 ２ ０ 属 ０ ５年 ６ 月 开工 建设 ，０ ８ ９月正式 投 产 ， ２０ 年 矿井 设 计 生 产 能
源 损失 严重 ， 且大 部分 断 层 呈反 Ｓ形 分 布 ， 作 面 布 工 置形 状 变化 较 为频 繁 ， 高 产 高 效 开 采 带 来 了严 重 给
影响。
２ 断 层 面 的资 料 分析
（）断层 面特 征 。矿 区地 质 图 及 综合 水 文 地 质 １ 图显 示 ，Ｉ 层 平 面形 态 近 似呈 “ ” 。由统 计 资 Ｆ ４断 Ｓ形
井、 中央 石 门 、 中运输 大巷 两翼 盘 区开拓方 式 ， 田 集 井
收 稿 日期 ：０ １Ｉ 一９修 改 日期 ：０ １１ —７ ２ １一Ｉ０ ； ２ １ ２０
明显 ＿ ： Ｉ 层 在 走 向上 不 同 位 置 其 倾 角 变 化 较 ５ Ｆ ４断 ＿ 大 。１ 勘 探 线 以南 断层 产 状 较 陡 ， 角为 ６。１ １ 倾 Ｏ；ｌ线
含水 层水 头 压 力 为 ３ ８ＭＰ ， 水 系 数 已达 ０ １以 ． ａ 突 ．
上 ， 而 受 区域 构 造 的 影 响 ， 田发 育 组 合 断 层 １ 然 井 ９ 条， 落差 大于 １ ０ｍ 的断层 ７ ， ０ 条 断层 密度 极高 ， 均 且
隙广 泛发 育 ， 类 断 层 （ 层 带 ） 了具 有 导 水 性 质 该 断 除 外［ 其 断 裂带 本 身 就是 一 个 含水 体 ， 些 断 层 两盘 ， 有 的导 水裂 隙带 十分 发 育 ， 具 有 一 定 的宽 度 ， 断层 且 在
作者简 介： 刘磊磊 （ ９４ ， ， １８ 一）男 安徽阜阳人 ， 安徽 建筑工业 学院硕 士生 ； 宣 以琼 （ ９５ ， ， １６ 一） 女 安徽肥东人 ， 博士 ， 安徽建筑工业学 院教授 ， 高级工程师 《 工程与建设》 ２ １ 年 第 ２ ０２ ６卷第 １期 ２ ７
一
０ 引
言
水平 标高 － ４ ０ｍ。根据 钻 探 资料 ， 田内所 见地 ４ 井
层 自下 向上 分别 为奥 陶系 、 石炭 系 、 二叠 系 、 三系 和 第 第 四系 ， 采 煤 层 为 二 叠 系 下 石 盒 子 组 及 山西 组 的 主
７ 、１ ８ 、 ０ 层 。矿井投 产 初期 ， ２８ 、２ １ 煤 曾受 到第 四系底
料可 知 ， 断层 延展 方 向 ， 层 在剖 面 上 的 变化 特 征 顺 断
力６ ０万 吨／ ， 计 服 务 年 限 ５ 年 设 ２年 。２ ０ ０９年 １ ２月 经上 级 主管 部 门核 定 生 产 能 力 为 １０ 吨 ９ ５２ ２ ０］ ５ 号文 ） 。井 田南北长 ４ ５ｋ 东 ． ｍ， 西宽 ０ ５ ５ ４ｋ 面积 ２ ． ５ ｍ ． ～ ． ｍ， １ ６ ０８ｋ 。矿 井采 用立
在 过去 的 １ ０年 里 ， 发 生 各 类 矿 井 水 害 事 故 共
１ ０ 余起 ， ０ ４ 死亡近 ６ ０ 人 ， ０ 经济损失达 ３ 亿元人 民 ０ ５ 币 。每 生产 百万 吨原 煤 因水 害 死亡达 ０３ ５ ， 中 ．７ 人 其 作 为 中国 主要煤炭 生产 基 地 的 华北 华 东 地 区受 水 害
断 层 条 件 下 防水 煤 岩柱 的合 理 留设
刘 磊 磊 ， 宣 以琼 ， 杨 本 水
（ 安徽建筑工业学 院 土木工程学 院， 安徽 合肥
摘
２０２） ３ ０ ２
要： 准确分析采区附近主要地质构造 和水源水力联系情况 ， 得出采区主要充水水源为通过 Ｆ ４断层导通的奥灰岩溶水 。文章 Ｉ
防水 煤岩 柱 留设 过 程 中 ， 往往 只注 意 了掘进停 头 到断
为张性 正 断层 ， 导致 突 水 系 数进 一 步 加 大 ， 断层 的位
置 、 数 与导水 性并 非 全 部 清楚 ， 不 采 取行 之 有 效 参 若 的 防治措施 ， 掘过程 中极 易 产生 突 水 （ ０ ７年 ５月 采 ２０
威胁 的煤 炭 资源 占已探 明资 源 量 的 ２ ％［ 防水煤 ７ 。 岩柱 的留设不 合理 ， 成断 层或 其他 含水体 水 突人矿 造
井 。对 于一些 大 型导水 断裂 ， 由于断层 两 盘 的牵引裂
部 含水层 及煤 层顶 底板砂 岩 裂隙水 的威胁 ， 后经 产学
研联 合攻 关并 采取 相应 的治理 对策 ， 害问题 已基本 水 得 到解决 。主采 的 １ 煤 层底板 太原 组石灰 岩溶 裂隙 ０