孙　闯，宋业杰

(1.天地科技股份有限公司 开采设计事业部，北京 100013；2.煤炭科学研究总院 开采研究分院，北京 100013)

基于断裂力学的长壁工作面导水裂缝带高度预计

孙闯1,2，宋业杰1,2

(1.天地科技股份有限公司 开采设计事业部，北京 100013；2.煤炭科学研究总院 开采研究分院，北京 100013)

[摘要]利用断裂力学理论，将长壁工作面看作Ι-II复合型断裂裂纹，计算出采场边缘的应力分布，采用摩尔-库伦屈服准则，得出了采场顶板的屈服范围计算公式，结合模型的建立前提，将采场顶板的屈服范围计算公式与垮落带经验公式相加，最终得出了一种顶板导水裂缝带发育高度的预计公式，并分析了某矿3103工作面顶板导水裂缝带高度为71.7m，预计结果与实测结果(66.7m)和数值模拟结果(71m)接近 。结果表明：获得的导水裂缝带预计公式可以在一定程度上预计导水裂缝带的发育高度，具有一定的准确性。

[关键词]断裂力学；长壁工作面；导水裂缝带；屈服范围

煤层开采后引起上覆岩层移动与破坏，覆岩破坏发育的高度对矿井水灾害治理和水资源的保护具有重要意义，同时对煤层气资源开发和瓦斯灾害防治也具有重要作用。许多煤炭科技工作者对顶板导水裂缝带发育高度预计进行了研究，取得了丰硕成果[1-4]。刘天泉院士在结合大量实测的基础上，提出长壁工作面导水裂缝带发育高度的经验公式[5]；许家林提出了基于关键层位置的导水裂缝带高度预计方法，分析认为，决定导水裂缝带发育高度的主要因素为覆岩主关键层和亚关键层距离煤层的位置，关键层破断裂缝贯通的临界高度可以粗略按(7～10)M(M为煤层采厚) 估算[6]；……