曹祖宝，王庆涛

基于覆岩结构效应的导水裂隙带发育特征

曹祖宝1,2，王庆涛2

(1. 煤炭科学研究总院，北京 100013；2. 中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077)

为探讨黄陇煤田煤层采动引起的顶板水害问题，以煤层顶板不同覆岩结构采动导水裂隙为研究对象，概化了煤–软–硬–软–硬(组合一)、煤–软–软–硬–硬(组合二)、煤–硬–软–硬–软(组合三)及煤–硬–硬–软–软(组合四)4种典型的岩性组合结构，运用数值模拟和理论计算等方法，分析了不同覆岩组合采动破坏特征和覆岩导水裂隙与覆岩结构之间的相关关系，研究了覆岩结构对导水裂隙发育高度(简称“导高”)的影响规律。研究结果显示：在相同的采高条件下，煤–软–硬–软–硬型覆岩结构导高最小，煤–硬–硬–软–软型覆岩结构导高最大；工程实例表明，黄陇煤田煤层开采导高与采高之间并非简单线性关系，利用覆岩结构效应预测的导高更接近实测值。

覆岩组合；采动破坏；导水裂隙带；数值模拟；黄陇煤田

近年来，黄陇煤田巨厚洛河组砂岩含水层频繁造成工作面强涌水事故。顶板水害已成为煤矿安全生产的巨大挑战，煤层开采覆岩顶板导水裂隙带发育规律及防治技术亟需深入研究。众多学者开展了关于导水裂隙带发育规律的研究[1-3]，总结出影响导水裂隙带发育规律的主控因素：覆岩力学性质及结构特征[4-5]、采煤方法及顶板管理方法[6-7]、煤层采高[8-9]、煤层倾角及煤层埋深[10-13]等，取得丰硕的研究成果。许家林等[14-16]提出基于关键层位置计算导水裂隙带高度的理论方法，并成功应用于工程实践；……