采动覆岩裂隙场形态及其渗透特性的研究是防治矿井顶板水害和抽采卸压瓦斯的基础。本文综合3DEC模拟结果和前人研究成果,初步构建了"采动裂隙环形体"三维模型及其边界判别方法;结合水力学中裂隙岩体渗透率的求解方法构建了裂隙场渗透率计算模型,并通过现场实测对回风环体的渗透率进行了间接求解。研究结果表明:"采动裂隙环形体"以离层率3 mm/m为内边界,以水平变形指标5 mm/m为外边界,以断裂带最大高度为上边界;环体-垮落带的渗透率应使用Blake-Kozeny公式求解,环体-断裂带的渗透率应使用立方定律求解。实测结果表明:回风环体-垮落带的渗透率为4.43×10-5～2.77×10-4 m2;回风环体-断裂带的渗透率为3.81×10-8～3.01×10-5m2;回风环体-断裂带渗透主方向与回风巷走向近似一致。

国家重点研发计划项目（2017YFC0804201）；国家自然科学基金项目（51704164）；

1 采动裂隙环形体及其基本特征
1.1 采动裂隙环形体的提出
1.2 采动裂隙环形体边界的判定
1.3 采动裂隙环形体区块划分
1.4 采动裂隙环形体岩体破坏特征
1.5 岩体结构分类及其物性特征
2 采动裂隙环形体渗透特性
2.1 采动裂隙环形体渗透率计算模型
2.2 环体-垮落带渗透率
2.3 环体-断裂带渗透率
3 基于钻孔成像的环体-断裂带渗透率求解
3.1 钻孔成像裂隙解译
3.2 渗透张量理论
3.2.1 渗透主值
3.2.2 渗透主方向
3.2.3 裂隙岩体优势渗透系数
4 案例分析
4.1 工程背景
4.2 回风环体-垮落带渗透率
4.3 回风环体-断裂带渗透率
4.3.1 斜孔成像及解译
4.3.2 渗透率求解
4.3.3 裂隙产状分析
4.4 回风环体渗透特性
5 结论

张礼,齐庆新,张勇,赵晶,王栓林,刘桂凤.采动覆岩裂隙场三维形态特征及其渗透特性研究[J].采矿与安全工程学报,2021,38(04):695-705.