晏锦银

(山西灵石华瀛孙义煤业有限公司，晋中 灵石 031301)

1 工程概况

山西灵石华瀛孙义煤业有限公司110106工作面位于井田西部，井下位于一采区西翼，工作面东部为西翼3条上山，南部为110104工作面，西部为矿井井田的边界，北部为110108工作面，工作面倾向长度为153 m，走向长度为622 m，开采10+11号煤层，煤层合并厚度为3.5～5.6 m，平均厚度为5.35 m，工作面区域煤层倾角平均为9°，部分倾角大于20°，属于大倾角工作面，煤层顶板为砂质泥岩和细粒砂岩，底板岩层为砂质泥岩和细粒砂岩。工作面采用综合机械化放顶煤开采方法，开采高度为2.5 m，放煤步距为600 mm。根据工作面的地质条件可知，回采工作面存在着F11、F12和F13三条断层，断层的落差分别为2.8 m、1.8 m和3.0 m。现为保障工作面顺利通过断层区域，特进行大倾角工作面过断层技术研究。

2 断层活化模拟分析

根据110106工作面的具体地质条件，结合断层的分布特征，建立数值模型工作面开采断层力学模型，模型长×宽×高=240 m×200 m×185 m，模型中设置工作面宽为140 m、煤层倾角为25°(考虑工作面内可能出现煤层的最大角度)，模型左右两侧各预留50 m的煤柱，在模型Y=60 m的位置处设置接触面用于断层的模拟，设置断层落差为2.8 m，模型底部和两侧边的位移进行限制，顶部施加上覆岩层重量的等效荷载[1-3]，具体数值模型如图1所示。模型开挖时，设置每次的开挖长度为10 m。

图1 数值模型示意

根据数值模拟结果能够得出工作面回采期间围岩的垂直应力分布规律，现取工作面回采至断层前后时围岩垂直应力进行分析，取工作面回采20 m、40 m、50 m和 60 m时进行围岩垂直应力分布云图的出图，具体工作面回采不同长度时围岩垂直应力的分布规律如图2所示。……