18112 工作面覆岩导水裂隙发育和渗流规律模拟分析

田彦斌

（山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿，山西 兴县 033602）

1 工程概况

山西晋兴能源有限公司斜沟煤矿位于吕梁山脉的西北端，矿井主要开采8#和13#煤层。8#煤层位于山西组下部，煤层平均厚度为4.87 m。煤层直接顶为泥岩，均厚为3.14 m；基本顶为中粗粒砂岩，均厚为9.9 m；直接底为细粒砂岩，均厚为3.4 m；基本底为中细粒砂岩，均厚为3.4 m。煤层地表主要为黄土丘陵、涧地和川台地等，井田内的地势主要呈现为西北高、中部底的特征，井田范围内沟谷地形较多，具体地表地形如图1。根据矿井地质资料可知，井田范围内的沟谷主要为冲沟，长度基本在1.0～7.3 m 范围内，宽度在5～57 m 范围，深度在4～60 m 范围。

18112 工作面位于8#煤层11 采区，工作面对应的地表区域起伏较大，工作面顶板的主要含水层为砂岩裂隙水，且砂岩裂隙水又与地表水之间存在密切的联系。井田范围内存在着三条河流，分别为湫水河、蔚汾河和岚漪河。具体工作面布置形式及其与沟谷的位置关系如图1。现为防止工作面回采期间导水裂隙带与顶板砂岩裂隙水出现贯通，特进行工作面回采期间导水裂隙带发育规律的分析。

图1 18112 工作面布置位置及其与沟谷位置关系示意图

2 覆岩裂隙发育规律

为充分分析18112 工作面回采过程中沟谷区域覆岩裂隙的发育规律，现采用RFPA 数值模拟软件，结合工作面各项特征，建立长×高=400 m×220 m的数值模型。模型从地表建立到13#煤层的底板，设置模型沟谷深度×宽度=60 m×25 m，并在工作面两端各留设50 m 的保护煤柱，设置工作面每步开挖10 m，固定模型左右两侧水平方向的位移，模型底板水平和竖直方向的位置均固定[1-2]。……