厚表土薄基岩分层开采下覆岩破坏与导水断裂带研究

本文主要探讨了厚表土层和薄基岩条件下的厚煤层分层开采过程中覆岩破坏规律以及导水断裂带发育高度的关键问题。研究者陈学星、刘伟韬和张培森通过对实际测量和数值模拟的结合，对某一具体矿井的主采煤层进行深入分析。该矿的煤层深度达到280米，表土层厚达220米，基岩厚度仅约60米，这使得上覆岩层对水体下开采构成了潜在威胁。 在分层开采的第一阶段结束后，实测结果显示导水断裂带的发育高度为34.7米。随着时间的推移，例如3.5年后，断裂带高度下降至30.7米。进一步分析发现，随着工作面停采时间的增长，特别是上部的微小采动裂隙会部分闭合，导致导水断裂带的发育高度降低。基岩柱厚度的大小对断裂带发育高度也有显著影响，基岩柱较薄时，断裂带发育高度较低。此外，随着分层开采层数的增加，断裂带高度的增长趋势逐渐减缓。 研究结果对于指导此类地质条件下安全的水体下开采具有重要意义，因为准确预测断裂带的发育高度有助于制定有效的防排水策略，避免因采动引发的水源问题。确定断裂带发育高度的方法，包括经验公式、理论计算和相似模拟等，都是必不可少的技术手段。 该研究不仅提供了实证数据支持，还强调了分层开采工艺对地质结构动态变化的敏感性，提醒业界在类似地质条件下进行矿产开发时，需充分考虑地质构造特征对开采行为的影响，确保开采活动的可持续性和安全性。这项研究为厚表土层薄基岩条件下的厚煤层分层开采技术提供了一种科学的破坏规律理解和控制方法。