采动裂隙网络实时演化及连通性研究

"采动裂隙网络实时演化及连通性特征" 本文主要探讨了采动过程中煤岩体裂隙网络的实时演化及其连通性特征，以平顶山煤业集团八矿己15-14120采煤工作面为实际应用场景。通过采用改进的本质安全型钻孔裂隙窥视仪，研究人员能够实时监测到工作面前方煤岩体裂隙网络随着工作面推进的变化情况。在分析方法上，结合了分形几何理论和裂隙岩体连通率投影算法，以深入理解裂隙网络的动态演变和连通性的变化规律。 研究结果显示，采动对平煤八矿己15-14120工作面上覆岩层裂隙网络的影响范围大约为50米，这是沿着开采方向的直接影响区。随着工作面的推进，煤岩体中的采动裂隙网络的分形维数总体呈现上升趋势，这一趋势与矿压分布紧密相关。分形维数的增加意味着裂隙网络的复杂性增加，可能反映了开采活动导致的岩体破坏和裂隙的扩展。 另一方面，煤岩体的连通率随着采煤工作面的推进而显著提高。这一过程可以分为三个阶段：线性缓慢增长阶段、指数增长阶段和平稳阶段。在初期，连通率增长较慢，随着时间的推移，连通性迅速增强，这可能与裂隙的快速形成和扩展有关；当达到一定阶段后，连通率增长趋于平稳，表明裂隙网络已经形成了相对稳定的结构。 这一研究对于理解和预测采矿活动对煤岩体稳定性的影响至关重要，同时也为矿井的安全管理和灾变预防提供了科学依据。通过实时监测裂隙网络的演化和连通性，可以更好地评估开采过程中可能出现的岩层移动、地表沉陷以及可能的岩爆风险。此外，了解这些特征也有助于优化开采策略，比如调整开采速度或采用不同的支护方式，以减少不必要地质灾害的发生。 该研究不仅提供了关于裂隙网络实时演化的实证数据，还展示了分形几何和连通率投影算法在采矿工程中的应用潜力，对于未来类似的地质力学问题研究具有重要的参考价值。通过对这些复杂地质现象的深入理解，可以推动采矿技术的进步，实现更加安全、高效和可持续的煤矿开采。