姜 伟

(山西省煤炭地质勘查研究院，太原 030006)

0 引言

随着煤层的开采，采场内的岩体会发生变形、破断和移动[1]，在上覆岩层中形成导水裂隙带，并对煤体及围岩产生“卸压增透”效应，透气性增加，卸压瓦斯会在压力梯度和浓度梯度作用下在导水裂隙带顶部富集[2-3]，导水裂隙带发育特征对卸压瓦斯抽采具有指导意义。导水裂隙带发育高度的研究方法主要有经验公式、数值模拟、相似材料模拟、现场实测等方法[4]。垮落带和导水裂隙带高度可以通过井眼公式计算，但适用条件是厚煤层分层开采，单层厚度1～3m，总厚度不超过15m，综采条件下计算结果往往偏小[5]；相似材料模拟可直接观察开采过程中上覆岩层垮落过程及裂隙发展，但是工程量大、实验时间长、材料配比难以确定；现场实测结果最接近实际，但工程量大、成本高；数值模拟具有成本低、易于分析、可根据需要随时调整参数等优点，成为了导水裂隙带研究中应用最为广泛的一种技术手段[6]。本文基于RFPA-2D软件平台，以晋城矿区寺河矿4301工作面为研究对象，对回采过程中上覆岩层的变形和垮落情况进行模拟，确定导水裂隙带发育高度，为地面L型水平井抽采卸压瓦斯提供理论依据。

1 研究区概况

寺河矿井田坐落在山西省晋城市西北方向，行政管辖属于山西省晋城市，井田范围横跨阳城、沁水、泽州三个县。构造位置位于沁水复式向斜盆地的南端东翼，处于晋获褶断带、盆地南缘EW—NE向断裂带及阳城西洪洪—晋城石盘东西向断裂带之间，区域总体构造形态为倾向NW—NWW的单斜构造[7]，在此基础上，沿走向分布系列宽缓褶皱，包括潘河、刘家腰等7条向斜，郑村、马庄等5条背斜。……