硬厚顶板下邻断层工作面不同推采方向应力特征分析

王 普，周海勇，万广绪，郑朋强

( 1. 山东科技大学 资源学院，山东 泰安 271019；2. 汶上义桥煤矿有限责任公司，山东 济宁 272511；3. 鄂托克前旗长城三号矿业有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 016299 )

随着开采深度和开采强度的增大，煤矿地质条件愈发复杂，井下矿压现象愈发显著，动力危害增多，如引发冲击地压、矿震、支架压架、瓦斯突出 等[1-2]。统计表明，断层构造条件下，受断层切割及阻隔效应，断层附近开采危险性更大；坚硬厚层顶板赋存时，采动后硬厚岩层长时间持续悬空积聚的弹性应变能一旦突然释放，也将诱发严重的动力灾害事故。上述2种地质条件在煤矿中最为常见和最具代表性[2-3]。如，龙凤煤矿中断层引起的冲击地压次数( 36次 )占监测期间冲击地压事故总数( 50次 )的72%；千秋煤矿21201和21221采区发生2次严重的巷道损坏和伤亡事故，均是由开采空间上方巨厚坚硬砾岩和F16断层共同作用所致[4]。可见，硬厚岩层和断层条件下工作面开采，采场矿压现象兼受2种地质条件影响，且受其相互耦合作用，将表现出极具破坏性的矿压显现。

国内外诸多学者采用多种研究手段和方法对坚硬厚层顶板或断层赋存开采条件进行了大量的研究。如，谢小平[5]等采用试验测试研究了断层附近巷道围岩破碎区域范围和构造应力规律，提出了相应的控制对策；SAINOKI A[6]等将Barton抗剪强度模型嵌入FLAC3D建模中，揭示了表面粗糙的断层更易诱发危害较大的矿震事件；武泉森[7]等采用数值模拟方法研究了断层煤柱及倾角对采动应力及能量分布的影响特征；……