斷層切割孤立煤體應(yīng)力動(dòng)態(tài)特征及協(xié)同卸壓技術(shù)

焦仕學(xué) ，胡兆鋒 ，萬 曉 ，白光超 ，張 斌 ，李 波 ，成云海 ，梁記忠

（1.山東科技大學(xué) 資源學(xué)院，山東 泰安 271019；2.山東新巨龍能源有限責(zé)任公司，山東 菏澤 274918；3.湖南科技大學(xué)資源環(huán)境與安全工程學(xué)院，湖南 湘潭 411201；4.山東科技大學(xué) 采礦工程研究院，山東 泰安 271019）

隨著采深不斷增加和開采條件日益復(fù)雜，煤礦開采期間沖擊地壓多集中在斷層切割、采空區(qū)隔離等形成孤立煤體區(qū)域，與常見的沖擊地壓分類方法強(qiáng)調(diào)特定生產(chǎn)技術(shù)因素誘發(fā)沖擊地壓機(jī)理不同[1-3]。斷層切割孤立煤體是礦井開采中的常見現(xiàn)象，對(duì)于千米及超千米深井而言，深部巖體本就具有高地應(yīng)力的特征，斷層切割孤立煤體應(yīng)力集中程度更甚[4-6]。孤立煤體受采空區(qū)轉(zhuǎn)移應(yīng)力、構(gòu)造應(yīng)力、超前支承應(yīng)力等多種應(yīng)力疊加影響，煤體載荷超過其極限承載能力而誘發(fā)沖擊破壞。孤立煤體周邊采空面積大、采掘活動(dòng)擾動(dòng)強(qiáng)、構(gòu)造發(fā)育、斷層密集切割是這類型沖擊地壓的常見影響要素[7-9]。為此，學(xué)者們進(jìn)行了大量研究。李俊平等[10]采用參數(shù)弱化法和接觸面法建立數(shù)值分析模型，對(duì)比分析了斷層切割對(duì)巷道穩(wěn)定性的影響；張世平等[11]提出包含開采因素和煤層沖擊傾向性的深井厚煤層大巷孤立煤體沖擊危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法；王高昂等[12]研究了超深井下山孤立煤體整體失穩(wěn)沖擊機(jī)理，在此基礎(chǔ)上提出了降低孤立煤體平均支承壓力和增強(qiáng)巷道圍巖綜合抗壓強(qiáng)度的具體防治措施；薛成春等[13]研究了深部不規(guī)則孤島煤柱區(qū)煤體失穩(wěn)沖擊機(jī)理，基于此制定了煤柱區(qū)動(dòng)靜載力源降載釋能的卸壓方案；宋艷芳等[14]基于沖擊地壓失穩(wěn)理論，揭示了沖擊地壓蠕變失穩(wěn)機(jī)理，建立了蠕變失穩(wěn)判別準(zhǔn)則；曹安業(yè)等[15]探討了由斷層錯(cuò)動(dòng)導(dǎo)致的孤島工作面動(dòng)力顯現(xiàn)及強(qiáng)礦震的發(fā)生機(jī)理。

眾多學(xué)者雖然對(duì)深部礦井煤層遇斷層開采、孤立煤體開采等問題進(jìn)行了大量研究，但采空區(qū)、斷層切割影響形成的孤立煤體應(yīng)力動(dòng)態(tài)特征的研究較少。為此，基于新巨龍煤礦6305 工作面開采條件分析斷層切割孤立煤體在受采空區(qū)轉(zhuǎn)移應(yīng)力、斷層構(gòu)造應(yīng)力和超前支承應(yīng)力等疊加后的總應(yīng)力的分布特征，從應(yīng)力場(chǎng)角度出發(fā)，探究受采空區(qū)隔離、斷層夾持形成的煤柱在高應(yīng)力作用下的發(fā)生的共性問題，進(jìn)而采取措施釋放應(yīng)力而降低沖擊危險(xiǎn)性。

1 工程背景

新巨龍煤礦位于山東省菏澤市巨野縣龍固鎮(zhèn)境內(nèi)，井田面積142.289 4 km2，采區(qū)數(shù)量共10 個(gè)。6305 綜放工作面為六采區(qū)第5 個(gè)工作面，東為尚未開采的6306 工作面，西為6304 工作面采空區(qū)，南為北區(qū)下山保護(hù)煤柱，北為陳廟斷層。該工作面走向長(zhǎng)度平均1 390 m，傾斜長(zhǎng)度262.4 m，工作面埋深為791.04～935.96 m。截至2023 年3 月23 日，6305 工作面平均回采917 m。六采區(qū)采掘布置平面圖如圖1。

圖1 六采區(qū)采掘布置平面圖Fig.1 Mining layout plan of the sixth mining area

根據(jù)附近巷道實(shí)際揭露及地面鉆孔揭露資料，開采區(qū)域3 煤層厚度7.9～10.0 m，煤層中下部含1～2 層夾矸，夾矸厚度0～0.24 m，為灰黑色炭質(zhì)泥巖，煤層傾角0°～12°。煤層上覆頂板有厚度為8.16 m 細(xì)砂巖以及厚度為18.09 m 粉砂巖作為厚硬巖層，且與煤層距離較近，易出現(xiàn)懸頂現(xiàn)象。6305 工作面鉆孔柱狀圖如圖2。

圖2 6305 工作面鉆孔柱狀圖Fig.2 Borehole column diagram of 6305 working face

6305 聯(lián)絡(luò)巷大致布置在工作面走向中部，與工作面斜交，橫穿F311和XF2斷層，聯(lián)絡(luò)巷在工作面回采前已采取材料充填。6305 工作面斷層發(fā)育較多，F(xiàn)311斷層、XF2斷層、6304 采空區(qū)共同形成斷層切割孤立煤體。6305 工作面斷層切割孤立煤體平面圖如圖3。

圖3 6305 工作面斷層切割孤立煤體平面圖Fig.3 Plane graph of isolated coal body cut by fault in 6305 working face

圖3 中，ABC三角煤體區(qū)周邊采空面積大、采掘活動(dòng)擾動(dòng)強(qiáng)、構(gòu)造發(fā)育、斷層密集切割。因此，斷層切割孤立煤體承受6304 工作面采空區(qū)轉(zhuǎn)移應(yīng)力、斷層構(gòu)造應(yīng)力、6305 工作面超前支承應(yīng)力疊加作用，煤體載荷超過其極限承載能力易誘發(fā)沖擊破壞，在頂板下沉作用下，斷層面將產(chǎn)生間歇式錯(cuò)動(dòng)誘發(fā)礦震，在動(dòng)靜疊加作用下，發(fā)生沖擊地壓的風(fēng)險(xiǎn)增高。

2 斷層切割孤立煤體力學(xué)分析

2.1 孤立煤體靜力系分析

構(gòu)建的孤立煤體受力估算模型如圖4。

圖4 孤立煤體受力估算模型Fig.4 Force estimation model of isolated coal

孤立煤體一側(cè)為6304 采空區(qū)，一側(cè)為XF2正斷層。6304 采空區(qū)覆巖形成非對(duì)稱壓力拱結(jié)構(gòu)，孤立煤體載荷力源為上覆巖層自重應(yīng)力、6304 采空區(qū)、XF2正斷層覆巖轉(zhuǎn)移應(yīng)力。

式中：Q 為孤立煤體承受載荷，kN/ m；Qm為煤柱上覆巖層自重力，kN/ m；Q1為6304 采空區(qū)傳遞載荷，kN/ m；Q2為XF2正斷層傳遞載荷，kN/m。

式中：ρ為上覆巖層密度，t/ m3；H1為采空區(qū)左側(cè)至地表距離，m；L為采空區(qū)寬度，m；α為巖層傾角，（°）；H2為理想化后斷層發(fā)展高度，m；H3為表土層厚度，m；lm為孤立煤體平均寬度，m。

式中：l為6304 采空區(qū)最大垮落高度距離孤立煤體寬度，m，l=h/tanφ；h為6304 采空區(qū)最大垮落高度，m；φ為6304 采空區(qū)巖層斷裂角，（°）。

式中：β為斷層傾角，（°）。

新巨龍煤礦 6304 綜采工作面覆巖層主要由砂巖和泥巖構(gòu)成，地層屬于中硬巖層，根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》對(duì)該面采后覆巖垮落帶高度進(jìn)行預(yù)計(jì)：

式中：m為煤層開采厚度，m；k為巖石碎脹系數(shù)。

則孤立煤體所承受的平均靜應(yīng)力為：

式中：σj為平均靜應(yīng)力，MPa。

2.2 孤立煤體動(dòng)力系分析

在孤立煤體上覆巖層的空間結(jié)構(gòu)中，高位巖層作為恒定的外力作用在煤體上，孤立煤體區(qū)域受到巷道掘進(jìn)及工作面回采等活動(dòng)影響時(shí)，采掘活動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)載施加在孤立煤體上，從而增大了煤體的沖擊可能性。

式中： σ為孤立煤體平均支承壓力，MPa；σd為平均動(dòng)應(yīng)力，MPa；η為動(dòng)載系數(shù)。

2.3 孤立煤體開采沖擊危險(xiǎn)性分析

根據(jù)新巨龍煤礦6305 工作面實(shí)際情況，取ρ=2.2 t/m3，H1=801 m，H2=214 m，H3=605 m，L=264 m，h=18.2 m，l=132 m，lm=106.5 m，α=3°，β=70°，φ=45°，m=9.08 m，k=1.5?？捎墒剑?）～式（6）求得=51.09 MPa；對(duì)比孤立煤體回采期間來壓前及來壓時(shí)支架阻力，取平均動(dòng)載系數(shù)η=1.3，由計(jì)算求得=66.42 MPa。

上述可知，沖擊地壓發(fā)生的應(yīng)力主要來源為采空區(qū)及正斷層向孤立煤體彈性核區(qū)轉(zhuǎn)移的高靜應(yīng)力；另1 個(gè)是工作面回采時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力。靜應(yīng)力和動(dòng)應(yīng)力疊加后的總應(yīng)力構(gòu)成了孤立煤體沖擊的破壞力源，孤立煤體失穩(wěn)沖擊的力學(xué)機(jī)制為：孤立煤體平均支承壓力與煤體綜合抗壓強(qiáng)度的比值超過沖擊失穩(wěn)臨界值時(shí)，孤立煤體發(fā)生沖擊破壞[16]，即：

式中：Ic為沖擊危險(xiǎn)性指數(shù)；[σ3c]為煤體三向抗壓強(qiáng)度，MPa。

在回采過程中處于采空區(qū)轉(zhuǎn)移應(yīng)力以及斷層構(gòu)造應(yīng)力集中作用下的孤立煤體來說，AB邊受采空區(qū)轉(zhuǎn)移應(yīng)力影響最大，并且突出部位A、B、C均受斷層構(gòu)造應(yīng)力影響，所以在工作面未采至F311斷層前，孤立煤體疊加應(yīng)力集中在突出部位A、B、C處。由于斷層破壞了巖層的整體性，使得應(yīng)力傳遞受阻，所以工作面采過F311斷層后，隨著工作面靠近斷層，超前支承應(yīng)力與斷層構(gòu)造應(yīng)力疊加集中在XF2斷層處，此時(shí)孤立煤體疊加應(yīng)力集中在工作面煤壁與進(jìn)風(fēng)巷交叉處、工作面煤壁與XF2斷層交叉處、突出部位A處。據(jù)此做出的斷層切割影響下的孤立煤體應(yīng)力疊加示意圖如圖5。

圖5 孤立煤體應(yīng)力疊加示意圖Fig.5 Schematic diagram of stress superposition of isolated coal

3 斷層切割孤立煤體應(yīng)力分析

3.1 數(shù)值模型

為研究工作面推進(jìn)期間斷層切割孤立煤體應(yīng)力場(chǎng)分布及演化規(guī)律，制定相應(yīng)的專項(xiàng)防沖措施，結(jié)合新巨龍煤礦6305 工作面實(shí)際地質(zhì)條件，模擬采掘工作面不斷向斷層切割孤立煤體推進(jìn)的開采情況，建立FLAC3D三維計(jì)算模型進(jìn)行數(shù)值模擬。巖層結(jié)構(gòu)主要參照實(shí)際工作面鉆孔柱狀圖。模型所采用的本構(gòu)模型為莫爾—庫(kù)侖（Mohr-Coulomb）模型，斷層構(gòu)造采用結(jié)構(gòu)面（Interface）進(jìn)行模擬模型參數(shù)主要參考相關(guān)煤巖層物理力學(xué)測(cè)試結(jié)果。數(shù)值模型巖層參數(shù)設(shè)定見表1。

表1 巖層模擬參數(shù)表Table 1 Rock layer simulation parameters table

模型沿走向長(zhǎng)1 100 m，模擬工作面推進(jìn)366～1 466 m，寬500 m，模型高度為250 m。對(duì)于模型計(jì)算邊界條件，首先將模型的四周各邊界各施加水平約束，即四周邊界的水平位移為0；然后再將模型的底部邊界固定，即底部的邊界水平、垂直位移都為0；最后將模型的頂部設(shè)為采動(dòng)應(yīng)力邊界，煤層平均埋深790 m，原巖應(yīng)力約為20.16 MPa。

3.2 斷層切割孤立煤體應(yīng)力動(dòng)態(tài)特征

6305 工作面采動(dòng)應(yīng)力分布圖如圖6， 6305 工作面采動(dòng)應(yīng)力分布圖如圖7，未卸壓斷層處兩巷回采幫采動(dòng)應(yīng)力曲線如圖8。

圖6 6305 工作面采動(dòng)應(yīng)力分布圖Fig.6 Mining stress distribution diagram of 6305 working face

圖7 未卸壓斷層處兩巷回采幫采動(dòng)應(yīng)力曲線Fig.7 Dynamic stress curves of stoping wall of two lanes in unrelieved faults

圖8 未卸壓斷層處兩巷非回采幫采動(dòng)應(yīng)力曲線Fig.8 Mining stress curve of non-mining side of two lanes in unrelieved faults

由圖6 可以看出，進(jìn)風(fēng)巷鄰近采空區(qū)，受采空區(qū)轉(zhuǎn)移應(yīng)力、超前支承應(yīng)力、斷層構(gòu)造應(yīng)力等多種應(yīng)力疊加，進(jìn)風(fēng)巷平均采動(dòng)應(yīng)力遠(yuǎn)大于回風(fēng)巷平均采動(dòng)應(yīng)力；并且隨著工作面推進(jìn)，斷層切割孤立煤體面積逐漸減小，三角煤體區(qū)域單位面積采動(dòng)應(yīng)力在逐漸增加，應(yīng)力集中程度進(jìn)一步增大，沖擊危險(xiǎn)性相應(yīng)增加[17]；采動(dòng)應(yīng)力集中在孤立煤體突出部位。

由圖7 可知：由于斷層切割孤立煤體承受6304 工作面采空區(qū)轉(zhuǎn)移應(yīng)力，進(jìn)風(fēng)巷采動(dòng)應(yīng)力遠(yuǎn)大于回風(fēng)巷采動(dòng)應(yīng)力；工作面未采至F311斷層之前，進(jìn)風(fēng)巷F311斷層處回采幫、回風(fēng)巷F311斷層處回采幫采動(dòng)應(yīng)力隨工作面向前推進(jìn)逐漸增加，進(jìn)風(fēng)巷F311斷層處回采幫采動(dòng)應(yīng)力集中最高達(dá)69.3 MPa，采動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)達(dá)3.44，回風(fēng)巷F311斷層處回采幫采動(dòng)應(yīng)力集中最高達(dá)38.2 MPa，采動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)達(dá)1.89，直至工作面采過F311斷層，F(xiàn)311斷層處回采幫采動(dòng)應(yīng)力降為0；采過F311斷層后工作面面前采動(dòng)應(yīng)力有所增加，XF2斷層處回采幫采動(dòng)應(yīng)力突增至48.1MPa，采動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)達(dá)2.39，直至工作面推采過XF2斷層，XF2斷層處回采幫采動(dòng)應(yīng)力降為0。

由圖8 可知：工作面未采至F311斷層之前，進(jìn)風(fēng)巷F311斷層處非回采幫采動(dòng)應(yīng)力隨工作面向前推進(jìn)逐漸增加至64.0 MPa，采動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)達(dá)3.17；工作面采過F311斷層后，F(xiàn)311斷層處非回采幫采動(dòng)應(yīng)力最終下降至54.2 MPa，采動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)達(dá)2.69；回風(fēng)巷F311斷層處非回采幫在工作面推采過F311斷層，采動(dòng)應(yīng)力逐漸增加，表明進(jìn)風(fēng)巷受采空區(qū)轉(zhuǎn)移應(yīng)力、斷層構(gòu)造應(yīng)力和采動(dòng)應(yīng)力等多種應(yīng)力疊加影響，導(dǎo)致進(jìn)風(fēng)巷應(yīng)力積聚；工作面采過F311斷層后應(yīng)力場(chǎng)重新分布，部分應(yīng)力轉(zhuǎn)移至回風(fēng)巷；進(jìn)風(fēng)巷XF2斷層處非回采幫在工作面采至F311斷層前采動(dòng)應(yīng)力趨于平穩(wěn)，直至工作面采過F311斷層進(jìn)風(fēng)巷XF2斷層處非回采幫采動(dòng)應(yīng)力集中最高達(dá)76.5 MPa，采動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)達(dá)3.79；直至工作面采過XF2斷層，XF2斷層處非回采幫采動(dòng)應(yīng)力最終下降至49.7 MPa，采動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)達(dá)2.47。

綜上所述，由于斷層切割具有阻隔應(yīng)力傳遞的特征[18-19]，導(dǎo)致工作面未推采過斷層前，應(yīng)力積聚在工作面與前方斷層之間回采幫和非回采幫；當(dāng)工作面采過F311斷層后，XF2斷層處回采幫有采動(dòng)應(yīng)力突增7.85 MPa，表明工作面推采過斷層后應(yīng)力重新分布，造成XF2斷層一定范圍彈性能富積，應(yīng)力集中，特別容易發(fā)生動(dòng)力災(zāi)害事故，存在巨大生產(chǎn)隱患。因此，需針對(duì)工作面進(jìn)行過斷層切割孤立煤體安全開采技術(shù)研究，采取相應(yīng)的專項(xiàng)防沖措施。

4 協(xié)同卸壓技術(shù)

根據(jù)力學(xué)分析及數(shù)值模擬結(jié)果可知，進(jìn)風(fēng)巷應(yīng)力集中程度要大于回風(fēng)巷，并且孤立煤體突出部位應(yīng)力集中程度更甚。為了確保兩側(cè)巷道的安全穩(wěn)定性，對(duì)孤立煤體區(qū)域兩側(cè)巷道針對(duì)性地提出了“大直徑鉆孔卸壓+爆破切頂卸壓”協(xié)同卸壓技術(shù)，進(jìn)而將孤立煤體區(qū)域進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷斷層處高應(yīng)力向煤體中部轉(zhuǎn)移。

4.1 大直徑鉆孔卸壓

大直徑卸壓鉆孔布置示意圖如圖9。

圖9 大直徑卸壓鉆孔布置示意圖Fig.9 Layout diagrams of large diameter pressure relief boreholes

進(jìn)風(fēng)巷為沿空巷道，卸壓孔布置在回采幫；回風(fēng)巷為實(shí)體巷道，卸壓孔布置在巷道兩幫。進(jìn)風(fēng)巷卸壓孔施工保持在斷層F311以北100 m 至XF2斷層以南100 m，回風(fēng)巷卸壓孔施工保持在斷層F311以北100 m 至斷層F311以南100 m，鉆孔施工方向垂直巷道軸向，平行煤層層面。大直徑卸壓鉆孔孔徑150 mm，孔深25 m，鉆孔間距1 m，孔口距底板0.5～1.5 m，當(dāng)施工煤體存在斷層、煤層存在泥巖夾矸、煤層傾角較大時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整鉆孔俯仰角度、鉆孔高度等施工參數(shù)。

4.2 爆破切頂卸壓

爆破孔布置如圖10～圖12， 進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷預(yù)裂爆破鉆孔參數(shù)見表2。

表2 進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷預(yù)裂爆破鉆孔參數(shù)Table 2 Borehole parameters of pre-splitting blasting in intake airway and return laneway

圖10 進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷頂板預(yù)裂爆破鉆孔布置平面示意圖Fig.10 Plane schematic diagram of roof pre-splitting blasting borehole layout in intake airway and return laneway

圖11 進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷頂板傾向爆破孔布置剖面示意圖Fig.11 Sectional schematic diagram of roof dip direction blasting borehole layout in intake airway and return laneway

圖12 進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷頂板走向爆破孔布置剖面示意圖Fig.12 Sectional schematic diagram of roof strike blasting borehole layout in intake airway and return laneway

進(jìn)風(fēng)巷爆破孔自F311斷層以北35 m 施工至XF2斷層以南35 m 范圍內(nèi)；進(jìn)風(fēng)巷傾向爆破孔沿工作面傾向布置，每組3 個(gè)孔，組間距15 m、孔徑89 mm、鉆孔垂直回采幫、仰角80°、70°、50°，孔深分別為51、53、66 m，裝藥量分別為75、78、99 kg；進(jìn)風(fēng)巷走向鉆孔沿巷道走向布置，每組1個(gè)孔，孔間距5 m，仰角70°，孔深50 m，裝藥量75 kg。

回風(fēng)巷爆破孔自F311斷層以北35 m 施工至F311斷層以南35 m 范圍內(nèi)，回風(fēng)巷傾向爆破孔沿工作面傾向布置，每組3 個(gè)孔，間距15 m、孔徑89 mm、鉆孔垂直上幫、仰角80°、70°、50°，孔深分別為51、53、66 m，裝藥量分別為75、78、99 kg；回風(fēng)巷走向爆破孔沿巷道走向布置，每組1 個(gè)孔，孔間距5 m，仰角70°，孔深50 m，裝藥量75 kg。封孔段不小于孔深的1/3。

4.3 卸壓效果

協(xié)同卸壓前后斷層處巷道兩幫采動(dòng)應(yīng)力對(duì)比如圖13、圖14。

圖13 協(xié)同卸壓前后斷層處回采幫采動(dòng)應(yīng)力對(duì)比圖Fig.13 Comparison of mining stress on mining side of fault before and after coordinated pressure relief

圖14 協(xié)同卸壓前后斷層處非回采幫采動(dòng)應(yīng)力對(duì)比圖Fig.14 Comparison of mining stress on non-mining side of faults before and after coordinated pressure relief

針對(duì)斷層切割孤立煤體區(qū)域進(jìn)行“大直徑鉆孔卸壓＋爆破切頂卸壓”協(xié)同卸壓，卸壓后進(jìn)風(fēng)巷F311斷層處回采幫采動(dòng)應(yīng)力下降29.6%，進(jìn)風(fēng)巷F311斷層處非回采幫采動(dòng)應(yīng)力下降12.2%，進(jìn)風(fēng)巷XF2斷層處回采幫采動(dòng)應(yīng)力下降26%，進(jìn)風(fēng)巷XF2斷層處非回采幫采動(dòng)應(yīng)力下降14.1%，回風(fēng)巷F311斷層處回采幫采動(dòng)應(yīng)力下降20.3%，回風(fēng)巷F311斷層處非回采幫采動(dòng)應(yīng)力下降11.1%。

根據(jù)6305 工作面推進(jìn)695～884 m 期間的微震監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，震源分布較為集中，主要集中在孤立煤體區(qū)域，微震事件在孤立煤體集中不隨工作面推進(jìn)而遷移即出現(xiàn)了明顯的“分區(qū)性”?表明孤立煤體應(yīng)力積聚[20]。由于巷道圍巖采取卸壓解危措施，巷道幫部圍巖積聚的彈性能得到釋放，淺部煤體的高應(yīng)力由此向煤體中部轉(zhuǎn)移，卸壓區(qū)域鮮有微震事件發(fā)生，且未出現(xiàn)能量大于5 000 J 的微震事件。

根據(jù)6305 工作面面前孔深為15 m 的鉆屑孔煤粉量最大值分析，工作面推進(jìn)700～880 m 期間鉆屑量正常（極限煤粉量10.7 kg/15 m），表明卸壓效果良好。

5 結(jié) 語(yǔ)

1）建立了斷層切割孤立煤體力學(xué)模型，基于此分析了孤立煤體沖擊危險(xiǎn)性指數(shù)Ic=2.6>1.5，表明孤立煤體平均支承壓力超過臨界沖擊狀態(tài)，易發(fā)生沖擊。

2）工作面未采過F311斷層前，孤立煤體應(yīng)力積聚位置在其突出部位A、B、C。工作面采過F311斷層后，XF2斷層處回采幫采動(dòng)應(yīng)力突增7.85 MPa，沖擊危險(xiǎn)程度升高。

3）針對(duì)斷層切割孤立煤體突出部位應(yīng)力集中問題，提出“大直徑鉆孔卸壓+爆破切頂卸壓”協(xié)同卸壓技術(shù)。數(shù)值模擬卸壓結(jié)果表明：孤立煤體突出部位回采幫應(yīng)力平均降低25.3%，非回采幫應(yīng)力平均降低12.5%?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)表明：協(xié)同卸壓技術(shù)可保證工作面過孤立煤體期間安全回采。