采動覆巖離層異速生長演化規(guī)律研究.pdf

1、在沉積煤系地層開采過程中，隨著開采寬度的增加，采空區(qū)上部巖層中必然會產(chǎn)生離層現(xiàn)象，而且采動覆巖離層的產(chǎn)生在某種程度上影響著開采沉陷的發(fā)生。然而，采動覆巖離層演化過程極其復(fù)雜，其發(fā)展過程中離層張開程度大小不等，增長速率參差不齊，表現(xiàn)出異速發(fā)展。因此，對采動覆巖離層異速演化規(guī)律的研究能夠進(jìn)一步認(rèn)識和完善開采沉陷理論，使其具有重要的理論價值和工程意義。
　　本文以采動覆巖離層為研究對象，采用相似材料模擬實(shí)驗、RFPA數(shù)值仿真軟件對采動覆

2、巖離層從起裂到閉合整個發(fā)展過程進(jìn)行分析，從分析結(jié)果中提取采動覆巖離層的異速生長特征，并引用異速生長理論，建立不同層位離層之間和單條離層不同階段發(fā)展的異速生長關(guān)系模型，研究不同層位離層之間和單條離層不同階段的異速生長關(guān)系。主要研究成果如下:
　　(1)在采動覆巖中，當(dāng)層面下位巖層的下沉速率比上位巖層的下沉速率大時，離層沿層面開裂產(chǎn)生。離層的發(fā)展要經(jīng)過起裂階段、發(fā)展階段及閉合階段。在起裂、發(fā)展階段，離層上位巖層的下沉速率比下位巖層的下

3、沉速率小。在閉合階段，離層上位巖層的下沉速率比下位巖層的下沉速率大。
　　(2)采動覆巖層面存在的最大主應(yīng)力及最小主應(yīng)力超過臨界值時，離層開裂產(chǎn)生。開裂后離層裂尖區(qū)處于拉剪狀態(tài)，存在著Ⅰ型裂紋應(yīng)力及Ⅱ型裂紋應(yīng)力。當(dāng)Kl≥Klc時，離層裂尖區(qū)裂隙開裂擴(kuò)展。
　　(3)采動覆巖離層長度隨著時間增長而增長，其增長速率先逐漸增大后逐漸減小，最終趨于零，此時離層長度發(fā)展到最大。而采動覆巖離層寬度隨著時間的增長而增長，直至離層寬度發(fā)展到