单侧采空覆岩变形规律及导水裂隙带发育高度预测
曹宗友1
袁亮1
徐良骥1
刘潇鹏2
孙志豪1
1.安徽理工大学 安全科学与工程学院,安徽 淮南 232001;合肥综合性国家科学中心 能源研究院,安徽 合肥 230000;安徽理工大学深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室,安徽 淮南 2320012.合肥综合性国家科学中心 能源研究院,安徽 合肥 230000;安徽理工大学深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室,安徽 淮南 232001;安徽理工大学 空间信息与测绘工程学院,安徽 淮南 232001
摘要：针对厚松散层矿区单侧采空条件下导水裂隙带时空演化规律复杂、现有预测方法适应性不足等问题,探究单侧采空条件下覆岩变形演化规律,建立考虑采空区预破坏效应的导水裂隙带发育高度预测方法.以淮北矿区某煤矿 866工作面为研究对象,采用理论分析与现场监测相结合的方法,构建了基于分布式光纤的"待采工作面-煤柱-邻近采空区"三位一体覆岩变形监测体系,建立了基于覆岩变形梯度分布的导水裂隙带发育高度量化判定指标,提出了单侧采空条件下的导水裂隙带发育高度预测模型.结果表明:采场覆岩空间分异特征显著,采空区沉陷呈现残余沉降与采动沉降先后主导的复合变形模式,工作面区域受强动态开采扰动控制,煤柱区表现为应力滞后传递特性;基于光纤累积绝对变形贡献率曲线拐点判据,结合不同深度区间的覆岩变形分布特征,确定导水裂隙带发育极限高度为 77 m,开采稳定后导水裂隙带内岩层绝对变形量占总绝对变形量的 87%;已有采空区在-280 m深度形成上压缩-下拉伸双区变形模式,导致下方岩层离层.结合关键层理论和板理论提出了考虑单侧采空区预破坏效应的导水裂隙带预测方法,根据关键层理论将覆岩划分为高位、低位岩层,结合板理论建立破坏判定模型,预测 866工作面的导水裂隙带高度为 71 m,与实测值的相对误差仅8.4%.
关键词：厚松散层单侧采空分布式光纤板理论导水裂隙带高度
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：安徽省高校科学研究资助项目(2023AH010025)国家自然科学基金(52104172)安徽省重点研究与开发计划资助项目(2022h11020024)
论文发表日期：2025-12-31
在线出版日期：2026-01-16（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：17( 38-54 )
英文信息