采空区覆岩冒裂带发育高度预测综述.pdf

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1、·26·露天采矿技术2013年第1期采空区覆岩冒裂带发育高度预测综述田根国(中煤科工集团西安研究院地震勘探研究所，陕西西安710077)摘要：为较全面了解煤层开采后的覆岩破坏机理及其预测方法，对岩体的力学运动特征，经验公式的应用，模拟方法的特点等方面进行了总结分析，认为煤矿所在区的构造环境对采煤沉陷机理和特征起到控制作用；经验公式在预测新型采煤方法条件下的采煤沉陷时，精确性较之条采或普采为差，与实际观测偏差也较大；数值模拟方法是物理模拟方法的重要补充，但需要对其结果的可靠性进行必要的判定。关键词：

2、采煤沉陷；探测技术；经验公式；数值模拟中图分类号：333325文献标识码：A文章编号：1671—9816(2013)O1—0026—04OverviewofoverlyingstratacavingandrockfracturezonedevelopmentheightpredictionofgoafTIANGen-guo(ResearchInsthuteofSeismicExploration,Xi’伽ResearchInstituteofChinaCoalTechnology&En~neeHn

3、gGroupCorp．Xi’帆710077,Chino)Abstract：Inordertocomprehensivelyunderstandingthemechanicofoverburdenrockfailureandthepredictionofitsheightafterthecoal—seambeingmined，themechanical~ature，applicationofempiricalformula，andcharacteristicsofsimulationmethodsw

4、eresummarizedandanalyzed，theresultsshowthat，tectonicsettingwouldcontroltheminingsubsidencemechanicandfeaturetosomeextent，theempidcalformulaspredictionaccuracywouldbebetterwhentheywereusedinstripextractionorcommonmechanizedextractionthanotherminingmeth

5、ods，thenumericalsimulationwasanimportantsupplementforthephysicalsimulationmethod，butitsresultsmust1)ejudgedproperlybeforeused．Keywords：miningsubsidence；detectiontechnique；empiricalformula；numericalsimulation煤炭资源被开采后，引发煤层上方覆岩向采空层移动视为随机过程，藉此建立了开采沉陷随机介区运

6、移，在垂向空间上覆岩层依次形成冒落带、裂隙质理论以及岩层移动的“三带”理论。中国学者在此带和弯曲下沉带，即“三带”。由井工开采诱发的煤矿基础上建立了矿山岩体采动影响与控制工程学等应区地面沉陷、断陷、开裂(以下统称开采沉陷)已成为用技术。煤矿区土地资源破坏和生态环境恶化的主要人为灾煤层覆岩对采煤沉陷机理和特征的影响可以概括害之一。为构造环境的影响，包括覆岩岩性、断层、节理、构造我国目前以及将来一定时期内，煤炭在国家一应力等方面[3】。煤层覆岩中的厚硬岩层(即关键层)次性能源消费结构中所占的比例仍将继

7、续处于一个对地表沉陷具有托板式控制作用，覆岩关键层对离较高的水平，因此我国煤炭工业必须走“生态矿业”层及裂隙的产生、发展与时空分布起控制作用，其位发展之路【”，实现“绿色矿区”的建设目标[21。这一目置决定了下部岩层离层区发育情况及离层特征参标的实现主要依赖于冒裂带(冒落带和裂隙带的统数。为此，相关学者提出了托板理论、砌体梁理论、关称)高度的合理预测。本文主要从采煤引起的覆岩破键层控制理论[4]等代表性理论。覆岩主关键层与开坏机理，“三带”高度预测等方面，进行总结分析，希采煤层距离存在一临界距离，

8、而临界距离主要与采望能为相关研究提供借鉴。高、顶板碎胀压实特性、主关键层破断块度等因素有1采煤引起覆岩破坏的机理研究关I5】。断层、节理则是地质体的不连续界面，断层的存在，将改变围岩的应力状态，改变地表移动范围和墨覆鲞亘蕉塑散粒体不连续介质，将岩破坏特征。节理将使覆岩破坏更加剧烈，对采动岩体收稿日期：2012—07—23作者简介：田根国(1980一)。男，河北承德人，工程师，主裂隙的开裂、扩展及分布起主控作用。挤压构造应力要从事煤矿三维地震勘探方面的科研工作。可以在一定程度上减小采