李小明，李 博，朱庆伟

(华北科技学院 安全工程学院,北京 东燕郊 101601)

基于FLAC-3D的成庄矿多煤层陷落柱防水煤柱留设研究

李小明，李 博，朱庆伟

(华北科技学院 安全工程学院,北京 东燕郊 101601)

运用FLAC-3D模拟软件对成庄矿内贯穿3#、9#、15#煤层的KDX74、JDX75、KDX76陷落柱的防水煤柱预留情况进行数值模拟。通过分别留设不同宽度的防水煤柱进行模拟实验发现，当3#煤层防水煤柱留设20 m，9#煤层防水煤柱留设30 m，开采15#煤层时，当15#煤防水煤柱为20 m时，3#煤层采空区下方塑性破坏区域与陷落柱活化区域导通，表明15#煤层的开采可能导致3#煤层采空区底板突水，故15#煤防水煤柱宽度不应小于30 m。

FLAC-3D;陷落柱;数值模拟;防水煤柱

0 引言

突水是煤矿安全生产的重大灾害之一，也是煤炭安全开采的一大难题[1]。岩溶陷落柱是我国华北型石炭二叠系煤田的一种特殊地质构造，广泛分布于华北和两淮等地的煤田及矿区。在开采过程中，虽然揭露的陷落柱大部分不会发生突水事故，但仍有少部分可能造成突水甚至淹井的危害[2-4]。在采煤过程中，开采引起的扰动会使岩体内部应力应变状态发生变化，在矿山压力和采动破坏的共同作用下会影响陷落柱的导水性，有时甚至会形成导水通道，引起突水[5-7]。防水煤(岩)柱的留设是煤矿防治水工作的重要内容，它的作用是使地表水、地下水或老窑水与作业场地隔离，同时也能保护某些水体或避免产生不良的环境灾害和工程地质问题，因此在开采煤层时留设尺寸合理的放水煤(岩)柱是必要的[8]。……