第36卷第3期2023年6月Vol.36No.3Jun.2023四川轻化工大学学报（自然科学版）JournalofSichuanUniversityofScience&Engineering(NaturalScienceEdition)钱营孜煤矿W3220工作面开采安全可靠性研究李庚，宣以琼（安徽建筑大学土木工程学院，合肥230000）摘要：为研究钱营孜煤矿F22断层对W3220工作面的影响并确定防水煤柱的合理宽度，根据工作面和断层实地勘探的水文地质资料，运用数值模拟技术，对煤层开挖进行了全过程的模拟，对回采过程中围岩竖向应力、位移云图及顶、底板塑性区变化进行了研究。结果表明：煤层开挖到110m时，F22断层与工作面顶板塑性破区尚未相互贯通，断层不会导水，留设宽度30m防水煤柱可以有效防止断层活化突水。该研究一方面证明了W3220工作面在留设30m防水煤柱下安全开采的可行性，另一方面为西三采区及其他相似水文地质条件的工作面实行水下开采提供了参考。关键词：断层；煤柱宽度；数值模拟；位移；塑性区；突水中图分类号：TD82文献标志码：A引言近年来，随着社会的发展，我国对能源需求大大增加，尤其对于煤炭资源需求不断上升。但随着开采深度的加大，地下煤层情况愈加复杂，煤炭开采难度也随之增大，开采工作难以开展[1-2]。断层作为导致顶板变形、形成导水通道从而造成大多突水事故的重要因素，多年来受到众多专家学者的重视和研究[3-8]。杨军等[9]将理论分析、数值模拟和实际工程实验数据相结合，研究了正断层对切顶卸压后采用无煤柱成巷技术的演变规律，发现工作面临近断层带且在正断层上盘时，受正断层重力作用影响，工作面前方应力以及留巷煤帮侧边应力逐渐变大，留巷围岩应力发生明显变化。徐晓惠等[10]利用FLAC3D模拟软件分析了断层在不同倾角、落差及煤柱宽度等情况下断层带围岩体弹性能、断层带应力等岩石力学参数的变化规律，证明了断层活化受不同因素的影响。黄凯等[11]通过数值模拟软件分析了工作面围岩在断层影响下的变化特征,并以龙东煤矿断层实际地质情况作为背景分析了在不同煤柱宽度下工作面塑性区以及顶、底板应力变化情况，发现当工作面不断靠近断层时，工作面顶、底板塑性区和应力都会发生剧烈变化。蔡武等[12]通过分析煤矿开采于断层带中的耦合模型，发现了决定断层活化类型的主要因素在于采动应力和矿震，并采用数值模拟软件以及相似材料模拟实验进行理论验证。牛心刚等[13]采用岩石力学理论依据和现场实验数据，运用数值模拟软件分析了不同尺寸断层保护收稿日期：2022-07-20基金项目：国家自然...
