煤层开采上覆岩层损伤破断特征研究

作     者：徐祝贺 李晓斌 张国军 刘新杰 杨英明 赵勇强 XU Zhuhe;LI Xiaobin;ZHANG Guojun;LIU Xinjie;YANG Yingming;ZHAO Yongqiang

作者机构：北京低碳清洁能源研究院煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室北京102209 中国安全生产科学研究院矿山安全技术研究所北京100012 

出 版 物：《煤炭工程》 (Coal Engineering)

年 卷 期：2023年第55卷第12期

页      面：128-133页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室项目(SHGF-16-24) 国家自然科学基金青年基金项目(52004012)。 

主　　题：上覆岩层 分步开采 损伤积累 偏“O-X”破断 偏态下沉 

摘      要：科学认知煤层采后上覆岩层损伤破断特征是厘清覆岩井上下一体化联动规律及地表非连续变形的前提和基础。采用理论分析、相似模拟等手段并考虑分步开采引起的岩层损伤积累效应,开展上覆岩层损伤破断特征研究。结果表明,煤层上覆低位岩层因分步开采损伤积累效应,岩层悬空部分端部和中部的最大损伤点在推进方向上滞后最大拉应力点的距离分别约为0.3NL0和0.1NL0,低位岩层的初次破断将整体表现为偏“O-X破断,通过自主研发的三维相似模拟试验平台进行了试验验证。煤层上覆岩层的首次分步暴露均会产生损伤积累效应,从而导致其发生非对称破坏,地表出现偏态下沉是上覆各岩层非对称破断共同叠加的结果。