基于岩层挠曲变形的"竖三带"理论判别方法及工程应用
杨伟强1
郭文兵2
赵高博1
马志宝1
杨达明3
1.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 4540002.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 4540033.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000;河北工程大学 矿业与测绘工程学院,河北 邯郸 056038
摘要：煤矿采动覆岩"竖三带"(垮落带、断裂带与弯曲下沉带)范围的合理确定,对瓦斯抽采、"三下"采煤和采煤沉陷区建(构)筑物的地基稳定性评价等具有重要意义.采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法研究了基于岩层挠曲变形的采动覆岩"竖三带"的理论判别方法,并将该理论判别法进行工程应用.根据某矿采矿地质条件,通过数值模拟试验方法,从采动覆岩的离层、破断和垮落三方面系统分析了采动覆岩的破坏运移规律,得到了垮落带和断裂带的分界判别依据(破断岩层能否形成稳定"砌体梁"结构)、断裂带和弯曲下沉带的分界判别依据(岩层是否发生破断);基于上述分界判别依据采用理论分析方法,推导出了破断岩层的形成"砌体梁"的稳定条件和岩层破断临界条件下的挠度弯曲变形公式,提出了基于岩层挠曲变形的"竖三带"理论判别方法及其适用条件;该方法被应用于采动覆岩"竖三带"的理论计算与判别,并与现场双端堵水器观测法和钻孔电视观测法的实测结果进行了对比验证.研究结果表明:应用提出的理论判别法计算得到了采空区上方垮落带高度、导水裂缝带发育高度与弯曲下沉带厚度,该计算结果与现场实测结果相近,验证了所提出采动覆岩"竖三带"理论判别法的合理性及实用性.
关键词：采动覆岩"竖三带"垮落带导水裂缝带岩层移动
分类号：TD167(矿山地质与测量)
资助基金：国家自然科学基金(51774111)国家自然科学基金(U1810203)河南省高校基本科研业务费专项资金资助项目(NSFRF210103)
论文发表日期：2022-10-25
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：9( 42-50 )
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