DOI: 10.11799/ce202512018
特厚煤层开采覆岩裂隙演化规律及分形特征研究
彭宝山1
刘前进2
杨学孟1
李质峰1
1.国网能源准东煤电有限公司 准东二矿,新疆 昌吉 6500002.天地科技股份有限公司 开采设计事业部,北京 100013
摘要：特厚煤层开采导致上覆岩层采动响应更为剧烈,为精准厘清其覆岩采动裂隙的演化规律,保障工作面安全高效生产及保护地表生态环境,以新疆永宁煤矿2303 工作面为工程背景,采用离散元数值模拟方法,直观表征特厚煤层采动影响下覆岩裂隙的发育特征,揭示导水裂隙带与垮落带随工作面推进的演化规律;结合分形几何理论,通过盒形覆盖法实现裂隙发育程度的精确量化分析.结果显示:该工作面特厚煤层开采后,垮落带发育高度为51.10 m,导水裂隙带发育高度为 148.11 m,垮采比为5.77、裂采比为16.63;随工作面推进,裂隙带高度呈现"发育—增长—稳定"三个阶段的特征,垮落带高度则伴随基本顶与亚关键层的破断历经两次"骤增—缓降"的循环.采动覆岩裂隙发育具有显著的分形特征,整体分形维数随工作面推进呈"两端大、中间小"的马鞍形动态变化:采空区两侧(主裂隙区)的平均分形维数分别为1.001 和0.978,是采空区的主要导水通道;距底板 150 m处的离层发育区分形维数为0.904,易形成地下水富集空间.通过拟合分形维数演化曲线,推算出推进距离达71.18 m时分形维数达到峰值,此节点与顶板大面积垮落阶段精确对应.
关键词：覆岩裂隙裂隙演化导水裂隙带分形维数特厚煤层
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：天地科技股份有限公司科技创业资金专项(2023-2-TD-ZD003)
论文发表日期：2025-12-20
在线出版日期：2026-01-29（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 136-143 )
英文信息