傾斜煤層淺部開采裂隙帶發育高度數值模擬研究

徐旭東，南瑩浩，邵小朋

(華北科技學院安全工程學院，北京東燕郊 065201)

傾斜煤層淺部開采裂隙帶發育高度數值模擬研究

徐旭東，南瑩浩，邵小朋

(華北科技學院安全工程學院，北京東燕郊 065201)

為保證傾斜煤層安全開采的需求，以許廠煤礦330采區3336工作面為研究地質單元，在以往的工作面實際情況和研究成果的基礎上，以傾斜煤層圍巖力學為研究角度，利用FLAC3D建立三維開采模型，通過數值模擬研究了開挖距離、采高對導水裂隙帶發育高度的影響，結果表明：隨開挖距離和采高的增加，覆巖導水裂隙帶高度也增加，但開挖距離對覆巖導水裂隙帶高度起主導作用。當開挖距離為200m時，頂板破壞深度達到最大值43m。

傾斜煤層;許廠煤礦;數值模擬;裂隙帶;破壞深度

Abstract：In order to guarantee the safe exploitation of inclined coal seam，taking the 3336 working face of No.330 mining area of Xuchang Coal Mine as research geological unit，on the basis of the actual situation and research results in the past，taking the surrounding rock mechanics of inclined coal seam as the research angle，using FLAC3D to build 3D mining model，the influence of excavation distance and mining height is studied on the development of fractured zone through numerical simulation.The results show that with the increase of excavation distance and mining height，the height of water induced fracture zone increases，but the excavation distance plays a dominant role in the height of fracture zone of overlying rock.When the excavation distance is 200m，the roof failure depth reaches the maximum of 43m.

Key words：inclined seam;Xuchang Coal Mine;numerical simulation;fracture zone;failure depth

0 引言

對于我國水下采煤的專題研究，主要通過經驗公式、相似模擬試驗結合現場測試以及數值模擬等方法確定導水裂隙帶高度［1－2］。通過大量現場試驗，得出了適用于分層綜采及普采的覆巖“兩帶”高度計算的經驗公式。但在淺部傾斜煤層對“兩帶”高度發育的影響方面，目前研究的還較少。“兩帶”經驗公式已經不能滿足許廠煤礦330采區傾斜煤層安全開采需求。在其他學者的研究成果上，利用FLAC3D數值模擬軟件，綜合運用包括水文地質學、巖石力學、地質學、采礦學等方法和理論，對3煤層頂板導水裂隙帶進行研究分析及數值模擬，對于煤礦安全生產具有不可小覷的指導意義［3－5］。

1 井田概況

許廠煤礦地處濟寧城區東北部，礦井平面面積約56.587km2。……