过沟开采不同阶段坡面地裂缝动态发育规律

摘要

为研究过沟开采过程中地裂缝发育规律，以桑树坪煤矿4310工作面为研究对象，采用数值模拟、相似材料模拟和理论分析等方法，分析了沟谷地表形态和工作面持续采动对地裂缝动态演化的影响。结果表明:当地表土体水平拉伸变形超过水平变形临界值时，地裂缝开始发育;地裂缝沿地表沟谷延伸方向优先发育，呈不规则椭圆形分布;采煤沉陷附加坡向与原始坡向相同阶段更有利于地裂缝发育;覆岩周期破断的破断距长短有规律地循环出现，破断距长的周期破断发育过程与地裂缝集中出现的时间具有一致性;实测地裂缝的附加坡向从相反变为相同后，裂缝宽度二次发育、剖面形态向下山方向偏移，采煤沉陷附加坡向与原始坡向之间关系会影响地表水平变形值大小、改变边坡附加水平应力方向。研究结果可为黄土沟壑区采动地裂缝发育范围和地表损伤预测提供理论依据。

关键词

采动地裂缝 / 过沟开采 / 地表水平变形 / 数值模拟 / 相似材料模拟 / 采煤附加坡向