赵 晨

(山西煤炭运销集团裕兴煤业有限公司，山西 晋城 048000)

1 研究背景及意义

在对煤炭井下开采的矿井各部分设计过程中，对断层预留保护煤柱宽度设计是一个极其复杂的问题。矿井突水、瓦斯突出、压力异常增大、资源损失、开采效率等问题都与断层保护煤柱宽度有关，断层预留煤柱的宽度留设合理与否，严重影响煤炭井下能否安全开采。因此，对煤炭井下开采的矿井各部分设计时，要求设计出合理的断层保护煤柱宽度变得尤为重要[1-2]。

2 断层及邻近工作面概况

裕兴煤业15203工作面位于井田的二采区北部。工作面地面标高为+1 131 m～+1 327 m，工作面标高为+901 m～+940 m；工作面南部临近二采区西翼三条大巷，西部为二采区北翼三条大巷，东部为井田边界，其中F4断层位于工作面东部。15203工作面位置平面图和F4断层剖面图分别如图1和图2所示。15号煤层属Ⅱ类自燃煤层，煤尘无爆炸危险性。煤层厚度3.91 m～4.84 m，平均厚度4 m，煤层埋藏深度为242 m～420 m，倾角1°～4°。该工作面为一次采全高采工作面，其中，15203工作面设计长度为225 m，裕兴煤业准备在F4断层上盘附近一定位置布置开切眼，需要通过计算和模拟分析等方法确定F4断层保护煤柱的宽度；根据矿井建井地质报告可知：F4断层倾角75°，落差40 m～45 m。

图1 设计工作面位置与断层位置示意图

图2 断层剖面示意图

通过现场资料分析发现，裕兴煤业F4断层倾角较大，对附近巷道和工作面顶底板岩层影响范围较大，在确定断层附近岩层保护煤柱尺寸时应考虑较大的安全系数，以确保巷道和工作面回采的安全。……