金属矿山

作者：陈芳,李杰卫,张琰君,朱贵祯,朱元昊,朱宏,朱文鑫

单位：1. 东莞职业技术学院建筑学院,广东 东莞 523808;2. 浙江省地质勘查局浙江省地矿建设有限公司,浙江 杭州 310052;3. 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083;4. 内蒙古准格尔旗特弘煤炭有限公司官板乌素煤矿,内蒙古 鄂尔多斯 010300;5. 内蒙古煤炭地质勘查(集团)一五三有限公司,内蒙古 呼和浩特 010000;6. 太原理工大学矿业工程学院,山西 太原 030024

黄土沟壑区特厚煤层开采易产生地裂缝,加剧生态环境破坏,危及矿区安全。 本文以山西省某矿区 104工作面为研究背景,结合现场调查、数值模拟和理论分析等方法,研究了采动地裂缝静态分布特征、动态演化规律及其形成机理。 研究表明:地裂缝分为拉伸型、台阶型 2 种类型与分叉、平行 2 种组合方式。 宽度 0 ~ 5 cm 的裂缝数量占 52%,宽度 5~ 10 cm 的裂缝数量占 28%,宽度 10~ 15 cm 的裂缝数量占 14%,宽度大于 15 cm 的裂缝数量占 6%,黄土沟壑区采动地裂缝发育程度更强;根据地裂缝分布位置,可以分为动态面内裂缝(工作面内且与开切眼基本平行)及永久边界裂缝(开切眼、停采线及平巷附近)2 种类型。 动态面内裂缝具有“山峰”活动规律,裂缝宽度呈现“先开后合再稳定”的变化特征,永久边界裂缝宽度呈现“只开不和”的变化特征,裂缝初始宽度与最大宽度满足线性正相关关系;地裂缝的形成是由下至上的动态发育过程,即“采煤—覆岩移动—地表变形—产生地裂缝”。 通过构建“井下开采—覆岩移动—地裂缝产生”三维一体模型和地裂缝动态发育模型,定性分析了地裂缝的活动机理。 研究成果对黄土沟壑区生态环境修复及采动损害防护具有重要参考价值。

来源：2023年第04期

《金属矿山》期刊编辑部

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