采煤工作面断层超前治理技术研究

张敦喜，杨张杰，王庆牛，李世辉

（1.淮河能源控股有限责任公司 煤业分公司，安徽 淮南 232171； 2.安徽省煤炭科学研究院，安徽 合肥 230001）

0 引 言

断层是煤矿开采过程中常见的、隐患突出的地质构造，断层构造区煤岩体原始构造应力明显，区域内煤岩体裂隙高度发育，岩层完整程度差，强度低［1-3］。 当工作面推进至断层附近时，原本裂隙发育的煤岩体在工作面采动超前支承压力及断层活化耦合双重作用下，强度进一步降低，极易造成工作面开采区域内大尺度顶板岩块超前抽冒及煤壁片帮；煤岩层的稳定性进一步弱化，极易导致支架位态变差，支护阻力难以保证，增加了顶板事故的发生概率［4-6］。 目前，国内外许多学者对工作面断层治理也进行了大量研究。 朱砚秋等［7］对两盘工作面依次回采对断层活化的影响、断层带的应力变化规律及突水路径的形成进行研究，认为断层界面的垂直应力随工作面的推进呈现先减小后增大的趋势。 孟召平等［8］系统研究了断裂结构面对回采工作面矿压分布和顶板稳定性的影响，将回采工作面顶板断裂结构面分为3 种典型组合类型，研究了工作面开采过程中3 种组合类型的稳定性关系。 吕兆海等［9］通过物理相似模拟和数值计算，揭示了断层区工作面上下盘岩层运移，破坏特征和煤岩体应力与变形时空演化过程和规律，并针对具体工程案例，提出了预注浆耦合加固（Pre-Grouting Coupling Reinforce⁃ment，PCCR）方法。 于秋鸽等［10］通过理论计算和数值模拟的方法，得到了采动影响下的断层滑移力学判据及断层滑移的主要影响因素，研究了工作面推进结束后的断层面应力特征和断层滑移情况并进行了实例验证。……