上湾矿高强度开采地表裂缝发育规律实测研究

戴华阳¹，罗景程¹，郭俊廷²，阎跃观¹，张旺¹，朱元昊¹

1. 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院2. 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室

摘 要：神东矿区上湾矿1-2煤层倾角小、厚度大、埋藏较浅、赋存稳定,采用宽工作面大采高综采技术,高强度开采对地表环境的影响也更加剧烈,为了掌握该矿地表裂缝发育规律,对12401工作面推进过程中切眼侧1 km范围观测区进行了地表裂缝实测研究。设计了地表裂缝分区分方向观测方案,采用手持GPS测量裂缝轨迹、钢尺测量裂缝宽度、铁钎测量裂缝深度。历时3个月,获得了回采工作面开切眼侧观测区的2 303条裂缝的分布信息。研究结果表明:①分析确定了本矿地质采矿条件地表裂缝的拉伸、压缩、台阶、塌陷4种类型及其分区分布情况。②得出了地表裂缝的周期性发育规律和集中于采空区范围的分布规律,确定了裂缝分布主要参数。测得裂缝间距约10 m,裂缝最大宽度0.7 m,最大深度4～10 m,最大长度298 m,最大台阶高度0.45 m,切眼侧走向裂缝角76.0°,上山裂缝角86.0°,下山裂缝角84.7°。③在工作面沿走向推进过程中,地表周期性产生与推进方向垂直分布的主裂缝,经历"产生—扩展—收缩—稳定"约14 d的发育过程,主裂缝宽度大于50 mm,平均间距129 m,相对于推进位置滞后角79.8°～87.1°。通过对上湾矿12401工作面开采地表裂缝的实测研究,为科学评价该矿地质采矿条件下地表采动损伤状况提供了依据。

关键词：高强度开采;地表裂缝;分布规律;实测;