基于異速生長理論的采動覆巖離層時空分布規(guī)律與沉陷模型研究.pdf

1、隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，礦山開采沉陷造成的損害日益嚴(yán)重。在煤炭開采過程中，采動覆巖離層作為一種必然現(xiàn)象，其生長發(fā)展過程對開采沉陷起著重要的影響作用。因此，建立采動覆巖離層與地表沉降之間的關(guān)系模型，研究采動覆巖離層的時空分布規(guī)律，分析離層生長發(fā)展的異速特性，能夠進(jìn)一步認(rèn)識和完善開采沉陷理論，為其提供重要的理論指導(dǎo)意義和工程實(shí)用價值。
　　本文以沉積煤系地層中的采動覆巖離層為分析對象，結(jié)合異速生長理論，利用相似材料模擬實(shí)驗(yàn)、RFPA數(shù)

2、值模擬等方法，研究了開采沉陷與離層的時空分布規(guī)律之間的關(guān)系。主要研究成果如下：
　　(1)煤層的開采過程中，離層的生長狀態(tài)受到上下位巖層沉降速率差的影響，當(dāng)離層上位巖層的下沉速率小于下位巖層，離層處于起裂、發(fā)展階段，當(dāng)離層上位巖層的下沉速率大于下位巖層，離層處于閉合階段，并逐漸被壓實(shí)。
　　(2)煤層采出后形成采空區(qū)，開采空間在地層中向上轉(zhuǎn)移，層層傳遞最終波及地表形成地表沉陷，其在地層中便以離層空間的形式存在。離層的生長狀況

3、也會對地表沉降造成一定的影響，煤層停采后大量離層進(jìn)入閉合階段，地表沉降也逐漸趨于穩(wěn)定。
　　(3)采動覆巖離層在各階段內(nèi)的生長速率各不相同，體現(xiàn)出異速特性。離層起裂后進(jìn)入發(fā)展階段，此時處于正異速生長狀態(tài)，其長度與寬度逐漸增大直至最大值，之后離層進(jìn)入負(fù)異速生長狀態(tài)，其長度不再變化，寬度逐漸減小，離層開始閉合。
　　(4)基于異速生長理論，對開采過程中離層寬度的生長狀況進(jìn)行研究，根據(jù)地層中各空間的等量轉(zhuǎn)換過程，得出采動覆巖離層與