浅埋薄基岩采煤工作面纵向裂隙‘张开—闭合’规律及影响因素

"浅埋薄基岩采煤工作面上覆岩层纵向贯通裂隙‘张开—闭合’规律" 在煤炭开采过程中，特别是在浅埋深薄基岩条件下，上覆岩层中的纵向贯通裂隙的形成和发展对于煤矿安全生产至关重要。这些裂隙可能导致溃砂溃水事故，对矿井稳定性构成威胁。因此，理解和掌握这些裂隙的“张开—闭合”规律显得尤为关键。 研究者通过相似模拟、理论分析和现场实测等多角度研究方法，揭示了纵向贯通裂隙的动态演变过程。研究表明，这种裂隙的张开通常发生在周期性来压之前，随着工作面的推进，水平力和岩块错位导致裂隙逐步扩展。当扩展达到一定程度，关键岩块的断裂会导致裂隙迅速闭合。这个闭合过程与周期性来压的再次出现相伴随，接着是裂隙的进一步压实，以及新纵向贯通裂隙的产生。 论文中还强调了三个工程可控因素对裂隙张开闭合的影响：工作面推进速度、液压支架支撑力和采空区的充填程度。首先，工作面推进速度的快慢直接影响到裂隙扩展的速度和程度，过快的推进可能导致裂隙快速扩展，增加不稳定性。其次，液压支架的支撑力能够抵抗岩层压力，保持岩体的稳定性，合理调整支架压力可以抑制或延缓裂隙的形成。最后，采空区的充填质量直接影响到上方岩层的应力分布，良好的充填可以减小裂隙的产生和扩展。 这些发现为预防浅埋薄基岩工作面的溃砂溃水事故提供了重要的理论依据。通过对工作面开采工艺的优化，如控制推进速度、调整液压支架参数和改善采空区充填技术，可以有效地控制纵向贯通裂隙的形成，从而降低矿井安全风险。这一研究对于提升煤炭开采的安全性和可持续性具有重要意义，为矿山灾害防治提供了新的思路和方法。