浅埋煤层群裂隙演化规律及组合承载结构载荷研究
2023-10-21何义峰
煤炭科学技术 2023年9期
关键词:结构
张 杰 ,何义峰
(1.西安科技大学 能源学院, 陕西 西安 710054;2.西安科技大学 教育部西部矿井开采及灾害防治重点试验室, 陕西 西安 710054)
0 引 言
我国西部神府矿区赋存着大量的浅埋煤层,随着上部煤层逐渐开采完毕,各矿区均准备或正在回采下部煤层[1]。通过现场实测发现,浅埋煤层群开采地表存在连续下沉区和台阶下沉区,两者均会造成覆岩裂隙分布密集和张开度增大的现象,其中台阶下沉区地表破坏严重存在大量张开度及深度较大的地裂缝,导致漏风、溃水溃沙现象的发生,造成矿井无法安全高效回采[2-4]。追究原因,是由于起控制上覆岩层运移作用的关键岩层破断后产生不同的破断力学结构所致,促使覆岩及地表裂隙出现不同程度的演化特征。
目前,关于浅埋煤层覆岩力学结构已进行了大量的研究,众多学者针对不同条件下浅埋煤层覆岩力学结构受力特征和影响因素展开了研究,主要分析了工作面开采强矿压的形成机理[5-7],为后续开采提供了有利指导。根据浅埋煤层地层赋存特征,承载岩层破断后仍能形成承载结构,但稳定性不足[8]。对于煤层群开采上煤层承载岩层受到二次扰动,导致承载岩层结构易出现失稳现象,且煤层群开采覆岩裂隙演化特征更加复杂化[9]。通过对经典岩层结构理论分析,不难发现,无论覆岩中存在何种力学结构或是以何种形态存在,该结构的形成与失稳均会导致上覆岩层产生不同程度的运移或重组形成新的承载结构,同时对覆岩裂隙及地表裂缝产生不同程度的活化效应[10-13]。……
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