煤炭科学技术

作者：郭本焕, 屠世浩, 苗凯军, 唐龙, 赵宏斌,

关键词：浅埋煤层, 水体下开采, 主控因素, 突水裂隙通道, 灾害评价模型,

为研究冲沟水体下浅埋煤层开采易发生矿井突水的问题，以鄂尔多斯某煤矿22104工作面为工程背景，采用裂隙导通理论模型、瞬变电磁仪测量和PFC数值模拟，对矿井突水致灾主控因素与风险评估方法展开了研究。结果表明：突水裂隙无法导通的充要条件为冲沟下行裂隙和裂隙带上行裂隙的最大垂向发育长度之和(Ha+Hb)不超过二者的垂直间距(H)，二者最大发育宽度之和(da+db)不超过二者水平间距(d)；影响地表水渗漏、突水至工作面的主控因素为工作面开采高度(M)，工作面与冲沟的空间相对位置(垂直间距H、水平间距d)和冲沟产状(冲沟倾角β、冲沟深度Hd和冲沟宽度L)；采高通过控制裂隙带发育范围和冲沟边坡弯曲幅度直接影响突水裂隙通道的形成；工作面与冲沟的相对位置通过限制裂隙带上行裂隙与冲沟下行裂隙的间隔距离控制突水裂隙的连接；冲沟产状通过调控边坡变形程度，改变冲沟下行裂隙开口大小间接影响突水裂隙通道形成。基于上述结论，结合模糊数学方法、层次分析法和灾害指数法建立了冲沟水体下浅埋煤层开采突水风险评估模型，计算分析了22014工作面突水危险区域和灾害指数，提出了工作面局部充填方案，现场应用结果表明，相比于初始开采未充填区域，充填区域的顶板涌水明显减小，实现了冲沟水体下浅埋煤层安全高效开采。

来源：2026年第4期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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