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根据《煤矿防治水细则》等相关规程规范规定,在煤矿开采过程中,遇到落差较大的断层时,为确保安全开采需留设断层防护煤柱,若留设的宽度过大,会导致煤炭资源的损失;若留设宽度过小,会引发突水溃砂安全生产事故。F14断层落差10m~280m,原设计留设80m~100m,压煤40余万吨煤炭资源,经济技术合理性受到质疑。因此,开展F14断层防水煤柱合理留设技术研究,是十分必要的。论文以五沟煤矿F14断层附近的1012工作面为分析研究对象。在查阅国内外断层煤柱留设前沿技术的基础上,依据地面三维地震资料,结合回风大巷、-380m南翼胶带机巷、-360m水平南翼轨道大巷等巷道穿越、井下钻孔探查、周边钻孔揭露等资料,系统地分析了1012工作面附近F14断层落差、含富水性特征及摆动形态;采取了断层带及煤层顶底板岩样进行了岩石力学与水理性质分析测试,在此基础上构建工程地质分析模型,采用FLAC3D进行了数值模拟,获得如下结论:(1)1012工作面位于F14断层下盘,影响的主要水害因素为“四含”水、顶底板砂岩裂隙水、底板灰岩水、断层水,其中灰岩水通过断层沟通进入工作面是1012工作面安全开采主要安全隐患;(2)针对F14断层,在1012风巷设计了4个钻场,施工了14个钻孔,巷道揭露和井下钻探结果表明:F14断层西部落差70m、中部100m、东部歼灭;断层的含水性和富水性较差,属不导水和不导水断层;(3)10煤顶板覆岩抗压强度10~40MPa,为中硬覆岩类型,具有较好的隔、阻水能力;(4)采用FLAC3D软件,进行了断层煤柱留设50m、30m数值模拟,得出了相应的应力场、位移场的演化特征,经过理论计算对比确定,留设30m宽度F14断层防水煤柱,断层煤柱缩小了70m,由此多回收煤量7万吨,经济效益明显;(5)针对1012工作面开采技术条件,制定了断层带注浆加固等切实可行的1012工作面水害防治对策,并对开采的安全性和经济性进行了分析与评价。图[40]表[27]参[60]