综放工作面覆岩破坏特征及裂隙演化相似模拟试验研究

• 作者: 贾栋 姜德义 陈结 范金洋 任奕玮
• 来源期刊: 中国安全生产科学技术
• 学科: 工学
• 关键词: 相似模拟 上覆岩层 围岩应力 采动裂隙 分形维数
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 学术论著|Academic Works
• 页码范围: 19-25
• 页数: 7页
• 分类号: TD327|X936
• 语种: 中文
• DOI: 10.11731/j.issn.1673-193x.2022.03.003

摘要

针对煤层开采后常出现矿压显现剧烈、煤岩透气性增大和地表下沉等问题,利用二维相似模拟试验研究综放工作面覆岩破坏特征并通过分形理论表征裂隙演化规律.试验结果表明:煤层基本顶初次来压步距为78 m,周期来压步距为24 m;煤层采动裂隙发育,距煤层顶板超过35 m;煤层开采后形成的覆岩裂隙具有分形特征,其分形维数随工作面的推进总体趋势增大;随着工作面的推进,开采位置与覆岩应力测点的水平距离小于40 m时,最初的原岩应力转变为应力集中,当工作面推过应力测点15～20 m后,应力卸压后会出现最小值,随后趋于稳定值;上覆岩层由下而上的垮落表现为非线性,其下沉形态为非对称性,总体垮落趋势近似呈"凹"型.研究结果进一步解释了采动过程中覆岩破坏及裂隙演化规律,可为煤炭开采顶板管理和煤层气抽采提供参考依据.