· 30·Leabharlann （ 第 43 卷第 9 期）
试验·研究
采场断层防水煤柱合理宽度研究
王
1， 2 3， 4， 5 6 1， 2 1， 2 1， 2 ， 刚 ， 郭广礼 唐安福 ， 周春蓉 ， 谭显龙 ， 郑杰炳
（ 1． 重庆地质矿产研究院 外生成矿与矿山环境重庆市重点实验室 ， 重庆 400042 ； 2． 煤炭资源与安全开采国家重点 实验室重庆研究中心， 重庆 400042 ； 3． 国土环境与灾害监测国家测绘局重点实验室 ， 江苏 徐州 221116 ； 4． 江苏省资源环境信息工程重点实验室 ， 江苏 徐州 221116 ； 5． 中国矿业大学， 江苏 徐州 221116 ； 6． 重庆巨能建设（ 集团） 有限公司， 重庆 401120 ）
要：根据影响采场断层防水煤柱宽度的因素 ， 指出采场断层防水煤柱宽度应包括矿压影响区 煤柱宽度和断层影响区煤柱宽度 ， 并采用弹塑性极限平衡理论、 流体力学和土力学理论， 从力学 摘 角度分别严格推导了各影响区宽度的计算公式 ， 提出了采场断层防水煤柱合理宽度的计算方法 ， 为以后矿井的防水工作提供理论指导 。 关键词：采场； 断层； 防水煤柱； 弹性区； 弹塑性极限平衡理论； 合理宽度 中图分类号：TD745 文献标志码：A 文章编号：1003 － 496X（ 2012 ） 09 － 0030 － 04 Study on the Reasonable Width of Waterproof Coal Pillar for Stope Faults
基金项目：国家自然科学基金重点资助项目 （ 50834004 ）
但又没有考虑到断 的方法虽然考虑了矿山压力 ， 层在形成过程中的构造应力对煤体渗透性能的改 变。因此， 通过分析矿山压力和断层构造应力对煤 柱体的共同破坏影响， 并兼顾煤层倾角和断层倾角 对预留采场底板断层防水煤柱宽度的影响 ， 利用严 格的力学理论， 客观地推导了采场断层防水煤柱宽 度的计算公式， 试图弥补上述缺陷。 1 采场附近煤体支撑压力分布特征
2 4， 5 2 2 2 WANG Gang1， ， GUO Guang － li3， ， TANG An － fu6 ， ZHOU Chun － rong1， ， TAN Xian － long1， ， ZHENG Jie － bing1，
（ 1 ． Chongqing Key Laboratory of Exogenic Mineralization and Mine Environment， Chongqing Institute of Geology and Mineral Resources， Chongqing 400042 ， China； 2 ． Chongqing Research Center of State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining， 400042 Chongqing，China； 3 ． Key laboratory of Land Environment and Disaster Monitoring of SBSM，Xuzhou 221116 ，China； 4 ． Jiangsu Key Laboratory of Resources Environmental Information，Xuzhou 221116 ， China； 5 ． China University of Mining and Technlolgy， Xuzhou 221116 ， China； 6 ． Chongqing Juneng Construction Group Co． ， Ltd． ， Chongqing 401120 ， China） Abstract ： According to the factors which affect the width of waterproof coal pillar for stope fault， this paper pointed out that the width of waterproof coal pillar for stope fault should include the coal pillar width of mine pressure and fault affected zone． By using elastic － plastic limited equilibrium theory，hydromechanics theory and soil mechanics theory，this paper derived rigorously the formulas of each affected zone width from the mechanical points，and proposed the calculation method of waterproof coal pillar for the width of stope fault，which could provide theoretical guidance for mine waterproofing work in the future． Key words： stope； fault； waterproof coal pillar； elastic region； elastic － plastic limited equilibrium theory； reasonable width
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引
言
断层防水煤柱是指介于导水断层和采场之间的 安全隔离煤柱， 国内很多专家已通过数值模拟、 相似 材料模拟以及理论推导对防水煤柱的留设宽度进行 ［1 － 4 ］ 。 但都比较片面， 过许多的研究 目前对采场断 层防水煤柱留设宽度的规定没有统一的标准 ， 有的 根据断层的落差大小人为制定断层防水煤柱宽度的 标准， 有的根据储量计算及要求确定断层防水煤柱 宽度， 有的根据一些规程规定确定断层防水煤柱的 ［5 ］ 宽度 ， 有的则是根据经验公式。 所有这些确定断 层防水煤柱宽度的方法都带有片面性和主观性 ， 有