上覆岩层裂隙区域是瓦斯运移储集通道,为准确得到大采高综采条件下裂隙演化特征,以山西天池煤矿202工作面为原型搭建了三维物理相似模拟模型,采用声发射监测系统、三维模型剖切等方法得到覆岩裂隙发育过程及裂隙分布特征。结果表明,202工作面基本顶初次垮落步距为36 m,周期来压步距为16～27 m,周期来压平均步距18 m;采用物理模型剖切的方式得到采动覆岩裂隙高度及三维分布形态,垮落带高度15 m,是采高2.9倍,裂隙带高度64 m,是采高12.5倍;覆岩垮落裂隙三维形态为"椭抛体"。在煤层倾向及走向上,覆岩整体下沉趋势为"凹"型,距离煤层底板10 m处上覆岩层下沉量最大为3.5 m,越往上下沉量越小,岩层下沉呈梯形分布;在走向及倾向方向裂隙密度均呈现"双驼峰"状,倾向裂隙区位于工作面0～30 m与90～120 m范围内,走向裂隙区位于切眼侧0～30 m与停采线侧160～200 m范围内,裂隙区裂隙密度达5条/m,中部压实区裂隙密度在1～2条/m之间,回风巷侧裂隙区为高位巷布置最佳区域,能够有效提高瓦斯抽采效率,对工作面及采空区瓦斯治理具有重要意义。

国家自然科学基金(51704228,51704227)；

0 引 言
1 煤层采动覆岩裂隙演化实验
1.1 实验原型
1.2 相似条件确定及配比
1.3 三维模型制作及煤层开采
1.3.1 三维物理相似模拟实验平台
1.3.2 模型制作及实验过程
2 大采高综采覆岩垮落规律
2.1 声发射（AE）传感器布置
2.2 上覆岩层垮落规律
3 采动覆岩裂隙分布特征
3.1 覆岩“三带”特征
3.1.1 覆岩“三带”高度理论计算
1)垮落带高度。
2)裂隙带高度。
3.1.2 采动覆岩裂隙分区划定
3.2 采动覆岩裂隙分布特征
3.2.1 顶板岩层下沉量
3.2.2 覆岩裂隙密度分布
4 抽采效果验证
4.1 抽采系统布置
4.2 高抽巷抽采效果
4.3 工作面瓦斯防治效果
5 结 论

魏宗勇,李树刚,林海飞,双海清,丁洋.大采高综采覆岩裂隙演化特征三维实验研究[J].西安科技大学学报,2020,40(04):589-598.