楊秀剛，謝小平，姜宇林，魏中舉

（貴州六盤(pán)水師范學(xué)院礦業(yè)工程系，貴州 六盤(pán)水 553004）

采動(dòng)影響下斷層附近礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究

楊秀剛，謝小平，姜宇林，魏中舉

（貴州六盤(pán)水師范學(xué)院礦業(yè)工程系，貴州 六盤(pán)水 553004）

針對(duì)采動(dòng)影響下斷層附近礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的研究，以米籮煤礦110302工作面地質(zhì)條件為工程實(shí)例，采用相似模擬試驗(yàn)方法進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)工作面推進(jìn)距開(kāi)切眼28m時(shí)，直接頂發(fā)生部分垮落，工作面推進(jìn)至距開(kāi)切眼42.5m時(shí)，基本頂發(fā)生破斷；斷層上下盤(pán)在工作面距斷層20m后滑移量急劇下滑；對(duì)覆巖“三帶”范圍進(jìn)行明確劃分。

采動(dòng)影響；斷層；礦壓顯現(xiàn)；相似模擬

1 工程概況

米籮煤礦110302工作面相關(guān)參數(shù)：走向長(zhǎng)為452.5m；斜長(zhǎng)為166m；面積為452.5*166=75115m2；主采1#、3#煤層， 1#煤層平均厚度在1.4m左右，3#煤層平均厚度在2.3m左右，同時(shí)1#、3#煤層結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。在工作面頂?shù)装褰Y(jié)構(gòu)中，直接頂為粉砂巖，厚度為1.5-2.0m；老頂為飛仙關(guān)組灰綠色粉砂巖，厚度為60-338m；直接底板為灰色泥質(zhì)粉砂巖，厚度為0-0.3m；老底為灰色粉砂巖，厚度為1.0-1.5m，工作面內(nèi)出現(xiàn)斷層，即需過(guò)斷層帶。

2 采動(dòng)影響下斷層附近礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的相似模擬實(shí)驗(yàn)研究

試驗(yàn)內(nèi)容：

2.1.1 相似模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本次研究是以相似理論為基礎(chǔ)，結(jié)合相應(yīng)礦區(qū)即（米籮礦區(qū)）的實(shí)際地質(zhì)情況，對(duì)其進(jìn)行模型化，利用我院的實(shí)驗(yàn)設(shè)備選取合理相似常數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，選擇設(shè)計(jì)的幾何模型尺寸為4m×0.3m×1.8m。按設(shè)計(jì)位置布置位移傳感器，為觀(guān)測(cè)模型在回采過(guò)程中的上覆巖層的運(yùn)動(dòng)情況，在模型中布置14條位移監(jiān)測(cè)線(xiàn)，1測(cè)線(xiàn)距左側(cè)邊界60cm，測(cè)線(xiàn)間距10cm，監(jiān)測(cè)線(xiàn)安設(shè)7個(gè)位移點(diǎn)，垂直方向間距。

2.1.2 典型工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律

（1）直接頂垮落特征。工作面由開(kāi)切眼向前推進(jìn)至26.5m時(shí)，直接頂和基本頂開(kāi)始分離，進(jìn)一步形成了長(zhǎng)為10.8m 、離層間距平均為0.06m的水平裂隙，工作面推進(jìn)28m時(shí)，直接頂開(kāi)始垮落，隨著工作面繼續(xù)推進(jìn)，采空區(qū)后懸空的直接頂（12.25m）全部垮落，其垮落長(zhǎng)度為36m、角度為62°。

（2）基本頂破斷特征。由于工作面的不斷推進(jìn)，巖梁懸露面積也隨之增大，當(dāng)懸露面積達(dá)到垮距極限時(shí)候，巖梁結(jié)構(gòu)發(fā)生自然破斷，從而基本頂初次來(lái)壓；工作面推進(jìn)42.5m時(shí)，基本頂破斷，破斷長(zhǎng)度為42.5m、厚度為10.5m、角為70°，即工作面推進(jìn)42.5m為基本頂初次來(lái)壓步距。

圖1 上下盤(pán)滑移量曲線(xiàn)圖

（3）斷層變形量變化規(guī)律。斷層附近工作面上下盤(pán)覆巖移動(dòng)及變形量特征：.當(dāng)工作面不斷的靠近斷層，斷層上下盤(pán)滑移量絕對(duì)值逐漸增加，在距斷層20m后滑移量急劇下滑，主要以斷層上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦蛳孪鄬?duì)運(yùn)動(dòng)為主，上下盤(pán)滑移量曲線(xiàn)圖如圖1所示。

（4）覆巖“三帶”范圍劃分。1）垮落帶高度為7.7±2.2m，即5.5m ～ 9.9m。2）裂隙帶高度為19.0±4.0，即15.0m ～ 23.0m。3）彎曲下沉帶高度自裂隙帶以上，直到地面。

3 結(jié) 論

（1）工作面初次來(lái)壓前，直接頂呈現(xiàn)出分層次垮落特征，工作面初次來(lái)壓后，直接頂隨采隨跨；基本頂隨著工作面的推進(jìn)發(fā)生破斷，破斷角約為70°；同時(shí)隨工作面向斷層靠近，斷層上下盤(pán)滑移量增加，且主要以斷層上盤(pán)沿?cái)鄬用嫦蛳孪鄬?duì)運(yùn)動(dòng)為主；結(jié)合覆巖下沉規(guī)律分析，預(yù)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)工作面覆巖“三帶”劃分范圍。

（2）本次相似材料模擬試驗(yàn)研究工作面斷層附近受采動(dòng)影響下斷層周?chē)V壓顯現(xiàn)的規(guī)律，更好的為類(lèi)似礦井的回采工作面開(kāi)采工藝提理論論依據(jù)和為三帶劃分提供計(jì)算依據(jù)。

六盤(pán)水師范學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.078

楊秀剛（1995-），男，貴州貞豐人，本科。