张村任赵鹏韩鹏华何祥陈见行郭亮

1.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083;2.国家能源集团有限责任公司煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室,北京 100011;3.安徽理工大学矿业工程学院,安徽淮南 232000

随着我国东部煤炭资源的逐渐枯竭,煤炭开发重心已经向西部矿区(晋、陕、蒙、宁、甘、新)转移。西部矿区具有储量大、煤质优良、煤层埋藏浅、地质构造简单、煤层平坦等特点,高强度开采已成为西部矿区的主要开采方式。但高强度开采造成了覆岩和地表的严重破坏,部分矿区甚至出现覆岩裂隙贯通地表,导致突水、溃沙等事故,严重威胁着矿井生产安全,对地表生态也造成恶劣影响[1-4]。因此,如何全面掌握开采煤层覆岩损伤情况、有效预测导水裂隙带高度和形态,是确保矿井安全生产、保护矿区生态环境的研究重点。

导水裂隙带高度是反映覆岩损伤程度的重要指标之一,同时也是防治矿井突水、溃沙的常用指标,其主要受采煤工艺、面长、推进速度、采深、采高、硬岩比例系数、倾角、岩层结构等因素的影响[5-8]。导水裂隙带高度的预测主要依据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(简称“三下”规程)中的经验公式,但“三下”规程仅基于采高和岩性两参量进行预测[9],很难适用于西部矿区。因此,众多学者针对西部矿区导水裂隙带高度预测进行了大量研究。文献[10-14]通过收集我国煤矿导水裂隙带大量实测数据,利用数理统计回归分析方法,推导出针对不同开采条件下的经验公式。……