双关键层综放面厚硬覆岩垮落及导水裂隙带演化分析

作     者：屈少波 

作者机构：中国矿业大学矿业工程学院 山西宁武榆树坡煤业有限公司 

出 版 物：《西安科技大学学报》 (Journal of Xi'an University of Science and Technology)

年 卷 期：2024年第05期

页      面：880-891页

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42304085) 

主　　题：双关键层 微震 声发射 导水裂隙带 

摘      要：为研究双关键层综放面厚硬覆岩垮落特征及导水裂隙带发育高度，针对某矿首采面顶板“两带发育高度及顶板水害防治问题，采用物理相似材料模拟、RFPA2D-Strata软件（岩层分析版）数值模拟方法，运用微震监测、应力监测、声发射监测等研究工作面煤层回采后顶板覆岩“两带发育规律，综合确定双关键层综放面“两带高度。结果表明：微震监测的事件位置及能量密度分布的高密度区域会形成导水裂隙带；微震事件总能量和频次反应的周期来压位置基本都处于高能量区，但微震事件频次不一定多；当微震事件能量值为108.708 J时，裂纹形成导水裂隙带；亚关键层垮落时，采空区区域应力变化呈不规则“U型分布，采空区后方应力趋于5 MPa波动；关键层垮落时，采空区区域应力变化呈“W型分布，采空区后方应力趋于6 MPa波动；随着工作面不断开挖，覆岩不断产生声发射破坏继而演化成拉破坏，且发育成自下而上，最终不断形成导水裂隙带。研究结果为工作面顶板水害防治提供科学依据。