柱时一 般不考 虑含 水 层水 头压 力 问题 ． 因此 ， 现 实 在
根 据 现 场 覆 岩 结 构 ， 力 学模 型 进行 简 化 如 下 ： 对 （ ） 用力 学平 面应 变理 论分 析模 型 ； ２ 将 模 型 中 的 １采 （） 不 同岩性 的岩层 分为 ２类 ： 一类 为坚 硬岩层 ， 一类 为 另 软弱 岩层 ． 假设 各种 坚 硬 岩层 的几 何 参数 和岩 性 是 相 同的： 泊松 比为 ｔ 弹 性 模 量 为 Ｅ 各 软 弱 岩 层 的几 ， ， ； 何 参数 和岩 性是 相 同的 ： 松 比为 ， 泊 弹性模 量 为 Ｅ ； 各 个 岩层 的厚 度 均 为 ｈ． ３ 复 合 隔 水 关 键层 的 上部 的 （） 水 压 和覆岩 压力 为均 布载 荷 ， 集度 为 ｇ； ４ 两 端 为 固 （） 支 ． 简化力 学模 型如 图 １ 示 ： 表 面受均 布载荷 作 其 所 上
基金项 目： 安徽省杰 出青年基金资助项 目（ １８ ８ Ｊ ） １０ ０５０ ２
通 信 作 者 ： 聚 才 （ ９ ９一） 男 ， 东 ｌ 人 ， 士 ， 常 １７ ， 山 临沂 博 副教 授 ， 究 方 向 ： 事 采 矿 方 面研 究 ． 研 从 Ｅ—ｍ ｉ ｃｃ ｉｅｏｌ １３ ｃｒ ａｌ ｊｍｎｃａ＠ ６ ．ｏ ： ｎ ２ ３
全 开采的方案． 究结果表 明： 上分 层为 ３ｍ下分层 ６综放 时， 研 在 裂缝带发育 的高度最低 、 岩破坏 的最终形态 最缓和 ， 工作面 回 覆 在
采 过 程 中最 为 安 全 ．
关键词 ： 松散含水 层； 隔水关键层 ； 导水裂 隙高度 ； 数值模 拟 中图分类 号 ：Ｄ ２ ．９ Ｔ ８３ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６４— ８６ ２ １ ）２— ０ ３— ４ １７ ５ ７ （０ ２ ０ ０ ２ ０
用 的两 端 固支梁 ， 度 为工作 面推 进距 ， 横 截 面的高 跨 Ｊ，
度为 ５ ， 下往上分别为 软岩、 岩 、 岩 、 岩、 从 硬 硬 硬 软
煤矿 ， 矿井南部的 ８ 采 区， ６ 新生 界第 四纪松散含水层
岩， 宽度 为单 位长度 Ｊ ．
收 稿 日期 ：０ ２— ４—１ ２１ ０ ６
１ ２ 复合隔 水关 键层 的力 学模型 与分 析 ．
１ ２ １ 力 学模 型 ． ．
《 建筑 物 、 水体 、 及主要井巷 煤柱 留设 与压煤 开 铁路
采规 程》 由于采深 较浅 ， 松散 含水层富水 性较 弱 ， 含水 层 水头压 力较 小 ， 散 层 底 部 具有 一 定 厚 度 的黏 土 隔水 松 层 ， 岩风化带 基本 上 是 隔水 的 ， 基 在设 计 防 水安 全 煤 岩
层 是 厚松 散含 水层 下 煤 矿 开 采 的 主要 充 水 水 源 之一 ， 尤 其是 松 散层 下部 的 含水 砂砾 层 ， 同矿 井 安 全 开采 密
切 相 关 ．
平均 厚约 为 ２ ６ ｍ， ４ 在垂直 方 向上存 在 ４个 含 水 层组 ， ３个 隔水 层组 ． 中 ， 隔主 要 由粘 土 、 其 三 砂组 成 ， 度 平 厚 均 为 ７ 且分 布稳 定 ． 四含 ” 性 由半 胶 结 砂 和粘 ５ｍ， “ 岩 土 夹砾 石组 成 ， 石 成 份 以灰 岩 为 主 ， 砾次 之 ， 粘 砾 砂 含 量较高， 颗粒 组成 不均 匀 ， 配 良好 ， 透性 能差 ． 级 渗
１ ２ ２ 力 学分析 ．．
ｌ。 （ 层顶 底板 岩性 见表 １ ８． 煤 ）
表 １ 岩层物理力学参数
Ｔａ １ Ｐｈ ｉｓ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ａ ａ ｔｒ ｆｔ ｏ ｋ ｓｒ ｔ ｂ． ｙｓｃ ｃ ａ ｉｓ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｏ ｈｅ ｒ ｃ ｔａｕｍ
为 了便 于分析 复合 隔水 关键层 横截 面上 的弯 曲正 应力 ， 设 两端 固支 梁满足 梁理论 中的平面假 设 ， 假 并且 各层 之 间的变形 是 连续 的 ］图 １ 示 ， 复合 梁 中各 ． 所 设 层 的 曲率 半径 为 Ｐ， 第 层 截面 内的正应力 为
的生产 中就产 生 了矿井 异 常突 水事 故 ． 如 ， 徽省 宿 例 安
南 矿 区的祁东煤矿 ， 在最 小 防水煤 柱垂 高较 原设 计大 ３
ｍ条件下 ， 首采工作 面发生 十分 罕见 的异常 突水事故 ．
１ 上 覆 岩 层 地 质 特 征
通过 勘探 资料 表 明 ， 中地 区宿 州煤 田 的朱 仙 庄 华
我 国 的华 东 、 华北 地 区普遍 存在 第 四纪 、 三 纪松 第 散含 水覆 盖层 ， 其影 响 ， 受 煤层顶 板 采动裂 隙 分布及 其 演 化 过程具 有 复杂 性 和 多 样性 ， 为煤 层 的安 全 高 效 开 采 提 出 了新 课 题 ． 在两淮 地 区 ， 生界 松散 层底 部含 水 新
矿 业 工 程 研 究
Ｍｉｅ ａ ｇｎ ｅ ｉｇ Ｒｅ ｅ ｒｈ ｎ ｒｌ Ｅｎ ｉｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ
Ｖ０ ． ７ Ｎｏ ２ １２ ．
Ｊｎ ０ ２ ｕ ．２ １
厚 松 散 含 水 层 下 重 复 采 动 覆 岩 破 坏 规 律 分 析
许 文松 ， 常聚才
（ 安徽理工大学 能源 与安全学 院， 安徽 淮南 ２ ２０ ） ３０ ０
摘
要： 在厚松散含水层 下采煤 时， 由于含水层 可传递上覆表土层 的载荷 ， 导致工作 面容易产 生溃砂 、 突水 事故． 了避免在 回 为
采 过 程 中发 生 溃砂 、 水 事 故 ， 合 朱 仙 庄 煤 矿 ８ ４工作 面 的 实 际 条 件 ， 立 复 合 隔 水 关 键 层 的力 学模 型 ， 用 数 值 模 拟 对 厚 松 散 突 结 ６ 建 采 含 水 层 下 特 厚 煤 层 分 别 在 上 分 层 ２ ５ ３０，． ，． 综 采 、 分 层 ６ ５ ６ ０ ５５ ５ ０ｍ 综 放 和 一 次 性 全 厚 放 顶 煤 进 行 开 采 ， 定 安 ． ，． ３５ ４ ０ｍ 下 ． ，． ，． ，． 确