1012工作面底板采动特征的电法动态监测3

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1、五沟煤矿大断层无煤柱开采底板采动电法动态监测李建，吴俊松（皖北煤电集团公司五沟煤矿，安徽淮北235131）摘要：断层的存在破坏了岩体的完整性，断裂构造的结构面削弱了岩体的力学强度，因此在断裂带附近开采过程中，极易由于采动影响而引起断裂带附近底、板岩体变形和破坏，形成导水的通道。但是五沟煤矿F14断层特殊的压扭性构造结构条件下的破坏特征和一般条件下的断层受采动影响后的破坏失稳规律有着很大的差别，压扭性断层破碎带致密坚硬，可以很好的抑制裂隙的扩展，不至于在破碎带内形成远大于正常发育深度的底板导水破坏带，大大降低了突水机率，这对缩短断层防水煤柱非常

2、有利。五沟煤矿在1012工作面设计了工作面底板采动特征的电法动态监测，现场实测验证F14大断层无煤柱开采的条件下底板采动场效应特征。关键词：断防煤柱；并行电法；动态监测；断层活化五沟煤矿隶属于皖北煤电集团公司，位于安徽省濉溪县境内,井田面积约17.5km2。共有可采煤层8层，平均可采总厚15.27m，其中72、81、82、10煤层为主要可采煤层，平均可采总厚为10.69m。井田各煤层主要为肥煤、焦煤。矿井地质储量1.3亿吨，其中可采储量4034万吨，断层煤柱2746万吨.井田构造复杂程度为中等偏复杂型，矿井水文地质条件属以裂隙充水为主的中等类

3、型。F14断层位于矿井中部，正断层，走向NE，倾向NW，倾角70°，落差10～280m，在矿井内走向长度约5.5km，原防水煤柱留设宽度为100m。1012工作面里段靠近F14断层，实际留设断防煤柱32米且安全回采，为了进一步缩小断防煤柱，外段改造风巷穿过F14断层，进行无煤柱开采工业试验。11012工作面地质及水文地质概况五沟煤矿1012工作面位于南一采区西翼，南与1016采空区相邻。机巷全长1188m，风巷全长1507m，切眼全长68m。工作面10煤平均煤厚为4.9m，地质储量为82.30万吨，1012工作面于2010年2月1日开始回采，

4、2010年12月1日收作。10煤顶底板砂岩裂隙含水层特征：10煤顶板以灰白色中、细砂岩为主，夹灰色粉砂岩及泥岩。砂岩厚度23.94m电磁波岩裂隙发育不均，局部多发育垂直裂隙。含水层（段）砂岩裂隙不发育，含水性较弱。地下水处于封闭~半封闭环境，以储存量为主。在不与其它含水丰富的含水层发生水力联系时，水量小且易于疏干。根据1012改造风巷实际揭露，M1点~M5点段，岩层干燥，无淋水。10煤底板太原组含水层特征：地下水主要储存和运移在石灰岩岩溶裂隙网络之中，富水性主要取决于岩溶裂隙发育的程度，岩溶裂隙发育具有不均一性，因此富水性也不均一。21012

5、工作面改造风巷揭露F14断层情况2.1F14断层位置及产状工作面基本为单斜构造，原风巷沿F14大型正断层的保护煤柱线掘进，F14断层原留设100m防水煤柱。1012改造风巷外段在M1点处拨门施工，里段在N4点拨门4施工，并在M5点、P2点处揭露F14断层，产状：352°∠68°，H=85m，断层位置及地质素描见图1、图2。断层带宽度为17m，断面附近岩层受挤压较破碎。根据1012风巷探查F14断层结果分析，该断层赋水性弱。2.2F14断层两盘煤层及顶、底板受F14正断层影响，1012改造风巷揭露了10煤及8煤组，煤层起伏变化较大。10煤：黑色

6、，块状~粉末状，亮煤，干燥，厚度为3.7m~5.0m；8煤组：81煤，黑色，粉末状，暗煤，厚度为2.0m~3.0m；82煤，黑色，粉末状，暗煤，厚度为2.0m~2.8m。F14大型正断层上盘8煤组顶板岩性为灰黑色块状泥岩，较破碎；下盘10煤顶板岩性不浅灰色中厚层状细砂岩，坚硬；断层破碎带岩性为灰色~灰黑色中厚层状泥岩，并夹有条带状细砂岩，较破碎。3F14断层赋、导水性精查时有J1-7、30-1、26-5、80-2、28-5钻孔穿过F14断层，没有发生漏水现象。1011、1012风巷探查F14断层钻探工程在揭露F14断层时，无出水现象，仅仅是钻

7、进至灰岩时出现出水。南一10采区回风大巷、-360水平南翼轨道大巷等巷道揭露了F14断层，巷道过断层处，岩性破碎、裂隙发育，无水；采用了瞬变电磁法在–360南翼轨道大巷G20+58m迎头处探查F14断层的赋水性，探测的结果没有发现断层带范围内有水文异常现象。据J1-7孔对F14断层破碎带抽水试验，q=0.006122L/s.m，K=0.01021m/d，水化学类型为HCO32-—K+Na+型水，与底板灰岩水的类型不相同，说明断层的导水性是差的；同时按《煤矿防治水规定》，q＜0.1为弱富水性。根据2007年9月煤炭科学研究总院西安研究院《五沟煤

8、矿F14断层富水性瞬变电磁法勘探报告》：太灰顶界面附近的低阻异常范围大，富水性较好，而10煤上20m、10煤及10煤下30m的低阻异常范围较小，富水性较差。综上所述