煤層開采區(qū)地表拉張裂隙的形成與演化模擬試驗研究.pdf

1、煤炭作為我國的主要化石能源，其在我國國民經(jīng)濟建設(shè)中所占據(jù)的地位是不可替代的。我國經(jīng)濟的發(fā)展離不開煤炭資源的開發(fā)與利用。然而隨著煤炭的采出，礦區(qū)地表常常發(fā)生塌陷變形，而地表塌陷形成過程中往往伴有裂隙的形成。地表裂隙的形成改變了土壤原有的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加速了水土的流失，降低了土壤中營養(yǎng)元素的含量，促使耕地貧瘠化。根據(jù)裂隙的形成機理將裂隙分為四類，即擠壓型裂隙、滑動型裂隙、塌陷型裂隙、拉張型裂隙。
　　本文主要是對煤層開采區(qū)地表拉張型裂隙的

2、形成與演化進行研究。拉伸型裂隙是由于地表受到的拉應(yīng)力超過了其所能承受的最大抗拉強度時形成的，裂隙一般呈現(xiàn)上寬下窄的形態(tài)，裂隙發(fā)育深度相對較淺。拉伸型裂隙的形成加速了地表土壤的水土流失，改變了地表形態(tài)及耕地的內(nèi)部構(gòu)造，降低了土壤質(zhì)量。研究地表拉張裂隙的形成與演化不僅可以對裂隙的形成與發(fā)育規(guī)律有更清楚的認識，還可以對裂隙的形成位置進行預(yù)測。本文通過模擬煤層的開采，對煤層開采過程中地表拉張型裂隙的形成與演化進行了研究，并對不同開采厚度下裂隙的

3、形成與發(fā)育情況進行了對比分析。試驗過程對裂隙的特征值進行了測量，應(yīng)用并行電法對模型內(nèi)部裂隙的發(fā)育情況進行了監(jiān)測，對觀測面上裂隙的發(fā)育過程做了拍照記錄，后期通過對并行電法得到的反演剖面圖進行分析、數(shù)字圖像的處理，結(jié)合觀測數(shù)據(jù)的分析處理結(jié)果，得到了以下研究成果:
　　(1)煤層開采過程中拉張裂隙超前于開采工作面一定距離形成，隨著煤層開采的進行裂隙寬度先變大后減小。
　　(2)采深相同時，開采厚度越大裂隙發(fā)育達到最大值時的寬度、深