瓦斯超限是矿井安全生产的重要威胁。科学认识煤层充分采动下裂隙发育规律与覆岩渗透分布特性是实现选定高效瓦斯抽采位置的重要需求。本文以高河能源E2306工作面为工程背景开展了三维物理相似模拟试验，采用分布式光纤感测技术及钻孔窥视监测方法，明晰了充分采动下覆岩裂隙发育规律，反演得到了覆岩采动裂隙网络，结合分形维数对裂隙场定性分区，建立了裂隙岩体分形-渗透率模型，揭示了覆岩裂隙重构下分形渗透特征。结果表明：充分采动下，采空区边界裂隙数量沿走向变化呈抛物线型；采空区中部裂隙数量沿走向变化呈马鞍型。结合裂隙倾角、区域内裂隙纵横比值及分形维数，将重构裂隙场定性划分为：原岩裂隙限制区、破断裂隙扩展区、碎胀裂隙交错区、结构裂隙压密区、结构裂隙离层区、剪切裂隙稳定区、支撑裂隙过渡区和承载裂隙压密区。走向破断裂隙扩展区与倾向支撑裂隙过渡区内分形维数达到1.3～1.5，裂隙高度发育。覆岩渗透率与采动裂隙分布相关，走向渗透率呈现“M”型分布，倾向呈现“W”型分布。冒落带渗透率：7.4×10-7～9.2×10-7 m2，裂隙带渗透率：1.1×10-9～4.2×10-7 m2。故最佳抽采位置为走向破断裂隙扩展区（距煤柱0～35 m）与倾向支撑裂隙过渡区（距巷道0～30 m）交界区域，高度为距顶板50 m左右。采用走向长钻孔抽采技术，单孔最大平均瓦斯抽采纯量达1.54 m3/min。上述研究对指导瓦斯精准治理、提高瓦斯抽采效率具有重要意义。

0 引 言
1 采动覆岩裂隙发育规律试验
1.1 相似模拟试验工程背景
1.2 相似条件确定及配比
1.3 模型尺寸及加载条件
1.4 试验过程
2 采动裂隙网络重构及分区特性研究
2.1 采动覆岩裂隙发育高度特征
2.2 采动裂隙分布规律
2.2.1裂隙数量分布特征
2.2.2裂隙角度分布特征
2.3 三维采动裂隙场重构及验证
2.4 采动裂隙分区划定
3 采动覆岩裂隙分形渗透率模型
3.1 裂隙岩体分形模型
3.2 裂隙岩体分形渗透率模型
3.3 采动覆岩裂隙分形渗透率分布特征
4 现场应用
4.1 定向钻孔布置
4.2 定向钻孔瓦斯抽采分析
4.3 抽采效果验证
5 结论

邢景超,梁冰,房胜杰,等.覆岩裂隙重构下分形-渗透特征研究[J/OL].煤炭学报,1-13[2025-03-22].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.1399.