金属矿山 ›› 2023, Vol. 52 ›› Issue (04): 229-235.
陈芳1 李杰卫2 张琰君3 朱贵祯4 朱元昊3 朱宏5 朱文鑫6
摘要: 黄土沟壑区特厚煤层开采易产生地裂缝,加剧生态环境破坏,危及矿区安全。 本文以山西省某矿区 104 工作面为研究背景,结合现场调查、数值模拟和理论分析等方法,研究了采动地裂缝静态分布特征、动态演化规律 及 其形成机理。 研究表明:地裂缝分为拉伸型、台阶型 2 种类型与分叉、平行 2 种组合方式。 宽度 0 ~ 5 cm 的裂缝数量 占 52%,宽度 5~ 10 cm 的裂缝数量占 28%,宽度 10~ 15 cm 的裂缝数量占 14%,宽度大于 15 cm 的裂缝数量占 6%,黄 土沟壑区采动地裂缝发育程度更强;根据地裂缝分布位置,可以分为动态面内裂缝(工作面内且与开切眼基本平行) 及永久边界裂缝(开切眼、停采线及平巷附近)2 种类型。 动态面内裂缝具有“山峰”活动规律,裂缝宽度呈现“ 先开后 合再稳定”的变化特征,永久边界裂缝宽度呈现“只开不和”的变化特征,裂缝初始宽度与最大宽度满足线性正相 关关 系;地裂缝的形成是由下至上的动态发育过程,即“采煤—覆岩移动—地表变形—产生地裂缝”。 通过构建“井下 开 采—覆岩移动—地裂缝产生”三维一体模型和地裂缝动态发育模型,定性分析了地裂缝的活动机理。 研究成果对 黄 土沟壑区生态环境修复及采动损害防护具有重要参考价值。