许海亮，任合欢，宋义敏，贺志杰，朱晨利

(北方工业大学土木工程学院，北京 100144)

煤矿开采过程中，随着工作面不断推进，顶板悬露面积越来越大，上覆岩层产生弯曲变形和垮落[1-4]。采空区上覆岩层移动会在一定范围内导致地表开裂塌陷，对安全生产和社会经济产生危害。因此，开展工作面顶板垮落作用下上覆岩层变形时空演化规律的研究具有非常重要的现实意义。

国内外学者通过理论研究、数值模拟、相似模拟和现场研究等方法，在上覆岩层垮落特征方面做了大量研究，成旭光[5]在理论分析此类巷道上覆岩层结构模型及特征的基础上，进一步分析了小煤柱沿空巷道上覆岩层结构的稳定性；曹胜根等[6]通过理论计算和数值模拟，分析了不同支护阻力和坚硬岩层与煤层距离下上覆岩层的运动规律，认为采用强制放顶处理此类顶板可以取得良好的应用效果；王金庄等[7]通过建立煤层开采后顶板初次垮落前后的力学模型，分析了偏态垮落的机理；于秋鸽等[8]根据关键层理论建立了地表偏态下沉模型；李伟等[9]基于“岩梁”理论建立力学模型，分析了井采工作面覆岩破断机制和覆岩垮落的偏态性；关守安等[10]通过FLAC3D数值模拟软件计算确定典型勘探线剖面，以河砂为骨料、重晶石粉为胶结剂进行大型相似材料模型试验，对缓倾斜中厚矿体下行充填开采过程中岩层移动和地表塌陷规律展开了研究，并通过3DEC数值分析软件对模型试验结果进行验证分析；……