煤炭工程

作者：李洪彪

单位：1. 重庆大学 资源与安全学院，重庆 4000442. 中国平煤神马集团，河南 平顶山 467000

关键词：裂隙场演化 , 分形维数 ,“薄板”结构 , 矿压显现规律 , 导水裂隙带,

为厘清深埋大采长工作面采动覆岩破坏与矿压显现规律，以朝川矿22010工作面为研究背景，综合运用数值模拟、理论分析及现场实测等方法，研究了深埋大采长工作面回采过程中的矿压显现机理。数值模拟结果表明：在22010工作面回采过程中，覆岩裂隙主要经历裂隙产生、裂隙拓展、离层发育、裂隙压实四个阶段，最大导水裂隙带高度为87.98m，裂采比为18.72；基于分形几何理论厘清了采动裂隙场的多阶段发育特征，采用Levenberg-Marquardt算法构建了采动裂隙分形演化函数，根据分形演化结果将采动裂隙场划分为导水裂隙区、垮落裂隙区、裂隙压实区、离层发育区、弯曲下沉区及地表沉陷区；通过构建大采长工作面基本顶薄板结构力学模型，厘清了薄板结构应力分配与边界支承条件及形状系数的关系，阐明了基本顶结构初次破断的塑性演化过程，最终确立了基本顶薄板结构初次破断临界状态下极限载荷与结构尺度之间的定量关系式；现场监测结果表明：大采长工作面顶板压力整体呈“中间大、两端小”的“拱形”分布特征，研究结果为深埋大采长工作面的安全开采及分区治理提供了理论参考。

来源：2025年第8期

《煤炭工程》期刊编辑部

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