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作者
谢晓深侯恩科龙天文冯栋侯鹏飞刘江斌李洋
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单位
西安科技大学地质与环境学院陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室国家能源集团宁夏煤业有限责任公司羊场湾煤矿
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摘要
为掌握浅埋缓倾斜煤层开采覆岩及地表裂缝发育规律和形成机理,采用野外实地调查、模拟实验和理论分析等方法,以羊场湾煤矿110207综采工作面为工程背景开展研究。研究表明:浅埋缓倾斜煤层开采诱发的地表裂缝发育特征明显。垂直回采方向裂缝呈弧形和直线形,平行间隔展布;平行回采方向裂缝展布于工作面两侧顺槽外侧,且工作面机巷侧裂缝发育范围大于工作面回风巷道侧。工作面顶板初次垮落步距60 m,周期性垮落步距平均为21.6 m,顶板以悬臂梁和铰接岩梁的形式重复破断活动;覆岩离层裂隙具有“产生—增大—减小—闭合”的演化规律,与竖向裂隙贯通后,导致导水裂隙带发育高度增大。地表裂缝具有动态发育和宽度动态变化2种动态规律,前者与覆岩周期性破断引起的地表动态下沉有关,后者则有“只开不合”、“先开后合再开”和“先开后合”3种活动类型,与地表岩土体复杂运移特征密切相关。倾向上工作面机巷侧(下山方向)裂缝发育范围大是煤层倾斜地表移动变形非对称偏移造成的。
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关键词
煤炭开采地表裂缝覆岩垮落机理缓倾斜煤层
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金项目(42177174);中央引导地方科技创新专项项目(2020ZY-JC-03);陕煤联合基金项目(2021JLM-09);
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文章目录
0 引 言
1 地质特征
2 地表裂缝类型及展布规律
3 采动覆岩及地表裂缝动态发育规律
3.1 相似材料模拟设计
3.2 采动覆岩垮落及裂隙发育规律
3.2.1覆岩垮落规律
3.2.2 覆岩裂隙发育规律
3.3 采动地表裂缝动态发育规律
3.3.1 地表裂缝静态发育规律
3.3.2 地表裂缝动态发育规律
3.3.3 地表裂缝宽度动态变化规律
4 采动地表裂缝形成机理
4.1 地表裂缝动态发育机理
4.1.1 地表裂缝静态发育机理
4.1.2 地表裂缝动态发育机理
4.2 地表裂缝宽度动态变化机理
4.2.1 “只开不合”型动态变化机理
4.2.2 “先开后合再开”型动态变化机理
4.2.3 “先开后合”型动态变化机理
5 结 论
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引用格式
谢晓深,侯恩科,龙天文,冯栋,侯鹏飞,刘江斌,李洋.浅埋缓倾斜煤层开采覆岩及地表裂缝发育规律与形成机理[J].西安科技大学学报,2022,42(02):200-209.DOI:10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2022.0202.
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