王云平　赵德深

摘要：运用有限元软件（ADINA）建立二维模型，模拟分析渗流和采动作用下4种不同覆岩结构的破坏场和孔隙水压力分布特征。结果显示：岩性结构影响覆岩端部破坏规律，当上硬下软时，裂缝带范围以最下位岩层断裂线为界向采空区外侧扩展；当上软下硬时，以最下位岩层断裂线为界向采空区内侧方向扩展。硬岩交替型结构，裂隙带的侧边界则是内外交叉发展；岩性越硬相应导水裂隙带的高度越高。在其他条件相同时，导水裂隙带的高度由大到小的顺序为：坚硬-坚硬型、软弱-坚硬型、坚硬-软弱型和硬软交替型。

关键词：覆岩结构；破坏场；孔隙水压力；岩性结构

中图分类号：TD32 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2016）01-0085-06

0 引言

我国受地表水体、松散含水层和基岩含水层等水体侵蚀威胁的煤炭量约占受水体侵蚀威胁煤炭总量的二分之一（张守仁，陈佩佩，2009；李悦，2011）。对于富水覆岩工作面来说，煤层开采时将导致覆岩断裂和弯曲，使岩层产生变形和破坏，最终形成覆岩裂隙（张慈增，2012；孙玉杰，2009）。一旦上覆含水层和导水裂隙带沟通，富水域水体则会涌入或溃入井下，形成矿井水灾害（袁景，2005）。因此，煤层开采形成的覆岩裂隙是否相互连通以及相互连通的裂隙是否波及到水体是水体下采煤主要考虑的问题（于水，2012；牛学军，2009；代长青，杨本水，2009）。研究渗流作用下不同采动覆岩结构的破坏场和孔隙水压力的变化规律，有助于研究采场顶板导水通道分布规律，对采场顶板透水预测以及如何实现在地表水体下安全采煤有着重要意义。……