浅埋煤层群重复采动覆岩运移及裂隙演化规律研究
张杰1
何义峰2
罗南洪3
郭建平3
王斌2
吴建军2
1.西安科技大学能源学院,陕西西安710054;西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西 西安7100542.西安科技大学能源学院,陕西西安7100543.陕西涌鑫矿业有限责任公司,陕西榆林719000
摘要：为了准确掌握单一煤层和煤层群开采覆岩裂隙演化规律及分布形态特征,通过物理相似模拟实验、现场钻孔勘探、理论计算等方法分析煤层开采过程中覆岩运移破断特征及采动裂隙的分布形态.结果表明:在重复采动条件下,覆岩出现离层裂隙和纵向裂隙并伴随超前裂隙的产生,形成"采空区-工作面"和"采空区-采空区-工作面"结构时,覆岩裂隙经历产生、扩张、闭合、再产生、贯通、再闭合等6个动态循环变化阶段;煤层群在一次采动时形成"梯形"裂隙区,二次及多次采动下,覆岩受上覆载荷作用,裂隙区向工作面两侧煤柱扩展,上煤层受本煤层边界煤柱和下煤层开采形成的"悬臂岩梁"支撑影响,使工作面两侧裂隙明显高于工作面中部,覆岩形成"M"形裂隙分布形态;覆岩受采动影响产生周期性破断,以单岩层或多岩层同时产生变形、运移、破断垮落,由此可见,覆岩中存在控制上部岩层的硬岩层和其控制岩层以组合梁的形式同步运移、破断.根据覆岩破断特征建立了基于Winkler弹性地基煤层群重复采动覆岩破断特征的组合岩梁力学模型,由模型计算得到覆岩裂隙演化高度和相似模拟实验及现场所测高度相近,由此表明,该模型可作为浅埋煤层群重复采动覆岩裂隙演化高度计算的依据.
关键词：浅埋近距离煤层群裂隙演化相似模拟组合岩梁弹性地基
分类号：P641(水文地质学与工程地质学)
资助基金：国家自然科学基金(51774229)国家自然科学基金(52004200)陕西省自然科学基础研究计划(陕煤联合基金)资助项目(2019JLM-41)
论文发表日期：2022-03-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 58-65 )
英文信息