房柱式采空区具有回采率较小、留设煤柱较大的特点，其覆岩移动规律及地表变形规律与长壁式采空区差别较大，在煤柱失效情况下，地表会产生较大变形，威胁地面建构筑物的安全。为研究浅埋缓倾房柱式采空区覆岩和松散层的变形发育机制，基于PIV图像处理技术和模块化组装思路，在室内建立物理模型开展物理模拟实验，反演了房柱式采空区覆岩和松散层的变形发育过程，分析了房柱式开采和煤柱失稳条件下覆岩和松散层的变形机制。研究结果表明：（1）房柱式开采条件下，浅埋缓倾采空区覆岩变形可划分为3个区域：“条带状”变形区域、“梯形状”变形区域和“倒漏斗型”变形区域。松散层中的变形呈“梯形状”发育。（2）煤柱失稳条件下，覆岩变形规律保持不变，松散层变形特征由“梯形状”发育为“漏斗型”，且随着失稳煤柱的增加，松散层变形增大，“漏斗型”变形区域由中心向两端逐渐扩展。（3）房柱式开采结束后，采空区顶板受力可简化为承受均布荷载的简支梁，在煤柱持续失稳的情况下，覆岩和松散层的静载将导致采空区顶板达到极限平衡状态，顶板破坏模式为拉破断，在拉应力作用下产生裂缝，但顶板并未完全断裂，采空区顶板形成一种带裂缝的悬臂梁结构。浅埋缓倾房柱式采空区煤柱失稳对地表变形影响剧烈，松散层变形与覆岩变形基本处于同一量级。

0引 言
1研究背景
2物理模拟试验设计
2.1定制模型箱
2.2模型材料
2.3监测系统及内容
2.4试验方案
3试验结果分析
3.1不同回采率房柱式采空区上覆地层变形特征
3.2煤柱失稳条件下上覆地层变形特征
4分析与讨论
4.1松散层覆岩联动破坏过程分析
4.2房柱式采空区顶板岩层破断机制分析
5结 论

刘亚明,谷天峰,王闫超,杨烜宇.基于物理模拟试验的房柱式采空区变形特征研究[J/OL].煤炭科学技术:1-8[2023-06-11].DOI:10.13199/j.cnki.cst.2023-0554.