淺埋煤層過溝開采覆巖破壞特征及裂隙演化規律研究

侯恩科，陳 育，車曉陽，謝曉深，高 彬

(1.西安科技大學 地質與環境學院，陜西 西安 710054；2.陜煤集團神木張家峁礦業有限公司，陜西 神木 719316)

0 引 言

我國西部煤炭資源豐富，煤炭資源量占據全國煤炭資源總量的70%以上[1]。西部黃土溝壑地貌發育，煤炭開采因煤層埋藏淺而引發的溝道地面塌陷裂縫潰水災害對礦井安全開采威脅嚴重[2-3]。因此研究煤層開采覆巖破壞特征及地表裂隙演化規律對溝道塌陷裂縫潰水災害防治有著重要意義。

胡永忠等[4]研究了煤層群混合開采覆巖裂隙發育規律，得出了裂采比和煤層復合厚度之間呈對數關系，裂隙發展高度和煤層頂板下沉量之間呈三次多項式關系；程志恒等[5]采用相似模擬試驗研究了近距離煤層群疊加開采的圍巖應力-裂隙動態演化特征，得出由于形成穩定頂板結構的隨機性,覆巖裂隙頻數呈臺階式增長；文獻[6-9] 研究了特厚煤層的覆巖破壞特征和地表裂縫發育規律，推導出地表拉裂縫與剪裂縫發育影響范圍的理論計算公式,認為煤層開采后覆巖破壞實測高度小于經驗預計數值；張聚國等[10]研究了昌漢溝煤礦淺埋深煤層開采地表移動變形規律，認為淺埋煤層基本上為垮落帶和斷裂帶所構成的“兩帶”,淺埋煤層的頂板基巖沿全厚切落,基巖破斷角較大,破斷直接波及地表；胡振琪等[11]研究了風沙區采煤沉陷地裂縫的分布發育規律,結果表明高強度開采動態地裂縫的兩側無明顯落差，動態裂縫超前距與工作面日進尺量呈現明顯的線性正相關，邊緣裂縫以“帶狀”、“O”形圈的形態分布在工作面開采邊界的內側；……