煤炭开采引起覆岩破断及地表下沉,覆岩及地表运移规律可反映裂隙带高度的动态演化过程,因地表下沉滞后于煤炭开采,采空区封闭后,长期压实作用导致裂隙带高度较采动期间有所降低.基于地表点下沉速度的阶段特征将裂隙带高度的演化全程分为2个阶段,第1阶段裂隙带发育对应岩层破断逐步向上传递的过程,第2阶段裂隙带高度降低对应离层及裂隙闭合、断裂岩层受压后变形回弹及破碎岩体自然压实的过程,针对不同阶段裂隙带高度演化开展了试验研究和理论推导,揭示了不同阶段裂隙带高度的演化特征及影响机制,并结合同忻煤矿和太平煤矿实测结果进行了验证.研究结果表明,关键层的控制作用使得裂隙带高度阶段性增长,关键层最终破断层位及其上方部分岩层的岩性特征决定了第1阶段裂隙带发育高度,第2阶段裂隙带高度由第1阶段结束时裂隙带高度及垮落带高度、不同状态下的垮落带碎胀系数及地表动态下沉结束后的下沉量决定.研究可为废弃采空区卸压瓦斯地面抽采钻井结构设计及煤矿地下水库极限库容计算提供参考.

国家重点研发计划项目（2018YFC0604501）；国家自然科学基金项目（52004124）；

1 地表下沉不同阶段对应的裂隙发育分析
2 第1阶段裂隙带高度预测
2.1 理论模型
2.2 模型简化
2.3 关键层极限跨距计算
2.3.1 考虑体积力的关键层力学模型
2.3.2 关键层破坏依据及极限跨距
2.4 下沉空间计算及其对关键层破断的影响
3 第2阶段裂隙带高度演化预测
4 实例验证
4.1 第1阶段裂隙带高度预测
4.2 第2阶段裂隙带高度演化
5 结 论

王泓博,张勇,庞义辉,张春雷.基于地表点下沉阶段特征的覆岩裂隙带高度演化[J].中国矿业大学学报,2022,51(01):24-34.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.001361.