姚泽峰

（霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司，山西 方山 033102）

1 工程概况

山西焦煤霍州煤电集团10-103 工作面井下位于一采区，工作面东部和北部均为实体煤，南部为采区大巷，西部为10-105 工作面采空区。工作面开采10#煤层，煤层平均厚度为2.75 m，平均倾角为7°。工作面区域直接顶岩层为泥岩，均厚1.1 m；基本顶岩层为细粒砂岩，均厚5.3 m；直接底岩层为泥岩，均厚3.2 m；老底岩层为粉砂岩，均厚2.3 m。根据矿井地质资料可知，10#煤层上部主要含水层为石炭系上统太原组砂岩、灰岩含水层及二叠系砂岩含水层，其中影响工作面安全回采的含水层主要为太原组砂岩、灰岩含水层。根据工作面周边南5、ZK3 钻孔综合分析，工作面范围内太原组中普遍含有L1+K2、L4、L5 三层石灰岩及3 层中细粒砂岩，含水层赋水不均匀，局部存在富水区。根据工作面回采巷道掘进期间揭露的X11 岩溶陷落柱，该陷落柱长轴为18 m，短轴为10 m，陷落柱内充填物主要为黄土和矸石。为有效防止工作面回采期间陷落柱区域出现突水现象，特进行岩溶陷落柱突水机理及突水危险性的评价分析。

2 岩溶陷落柱突水机理

2.1 突水模式分析

根据众多相关岩溶陷落柱形成过程的研究可知，陷落柱内部岩石的性质与原岩地层之间存在着明显的不同。岩溶陷落柱区域主要受到三种作用力，分别为岩溶陷落柱本身及其覆岩的自重应力、原岩塌陷在柱壁的集中应力、高压地下水压力。在岩溶陷落柱形成后，自重应力与集中应力基本不会发生变化，而地下水压力为一个变量，其是导致岩溶陷落柱突水的主要应力。……