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作者
郭文兵葛志博胡玉杭王宇胡超群丘宝汶
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单位
河南理工大学能源科学与工程学院煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心
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摘要
开采引起的覆岩移动、破坏及地表变形裂缝的研究对于煤矿安全生产和采动损害保护具有重要意义。以郑煤集团某矿12203工作面为工程背景,采用理论分析、现场实测与数值模拟等方法分析了覆岩受采动影响演化机制,给出了回采距离与覆岩发育高度之间的函数关系以及覆岩充分破坏埋深与回采距离之间关系,分析了该地质情况下的地裂缝分布特征。结果表明:(1)厚松散层薄基岩覆岩破坏演化可分为开始、快速增加阶段、缓慢增加及稳定4个阶段;覆岩破坏高度与回采距离存在Logistic函数关系、与煤层厚度存在线性函数关系,该地质条件下覆岩充分破坏时,回采距离等于埋深;(2)覆岩裂隙演化中,基岩部分比松散层部分破坏程度剧烈;(3)地裂缝形态主要为拉伸裂缝与台阶裂缝,二者交互存在,工作面边缘裂缝整体随工作面回采呈现椭圆形—圆形—椭圆形动态变化;地裂缝发育超前工作面一段距离出现,动态超前裂缝距为84.07 m,动态超前裂缝角为73.15°。
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关键词
覆岩破坏裂隙演化数值模拟地裂缝薄基岩
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金(U21A20108,U22A20620);
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文章目录
1 地质概况
1.1 矿区概况
1.2 工作面概况
2 厚松散层薄基岩覆岩破坏演化分析
2.1 松散层-基岩双层介质覆岩破坏分析
2.2 厚松散层薄基岩覆岩裂隙发育高度分析
2.2.1 覆岩结构分析
2.2.2 关键层破断及覆岩破坏高度分析
3 覆岩破坏特征数值模拟
3.1 数值模型建立与模拟方案
3.2 数值模拟结果分析
3.2.1 覆岩破坏特征分析
3.2.2 覆岩裂隙发育分析
3.3 不同煤厚对覆岩破坏特征的影响
4 覆岩裂隙分形演化规律
4.1 分形维数计算选取
4.2 分形维数与工作面回采距离之间的关系
4.3 分形演化规律
5 地表裂缝特征分析
5.1 数据采集
5.2 地裂缝分布特征
5.3 地裂缝与工作面回采距离的关系
6 结 论
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DOI
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引用格式
[1]郭文兵,葛志博,胡玉杭,等.厚松散层薄基岩综放开采覆岩破坏与地裂缝发育规律[J].矿业科学学报,2024,9(05):723-736.