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作者：林海飞;刘思博;李树刚;双海清;田雨;罗荣卫;陈志恒;苟锐;
单位：西安科技大学安全科学与工程学院;西部煤矿瓦斯灾害防控陕西省高等学校重点实验室;西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心;
摘要：为研究切顶留巷工作面覆岩裂隙演化特征,通过物理相似模拟分析了采动裂隙发育高度、离层量及应变分布规律,探讨了切顶留巷开采顶板结构演变特征及覆岩非对称断裂模式。基于虚功原理与塑性铰相关理论,给出了切顶留巷开采不同阶段顶板破断块体尺寸计算公式。研究结果表明:(1)首采工作面切顶侧垮落带裂隙较为发育;未切顶侧裂隙带裂隙较为发育。(2)非首采工作面贯通相邻采空区后,覆岩裂隙及离层量曲线均呈非对称分布特征,未切顶侧裂隙被压实闭合,切顶侧裂隙稳定存在;相较于未切顶侧,切顶侧离层量小0.46～8.50 mm,裂隙发育程度低。(3)首采工作面低位岩层初次断裂形态呈“U+Y”状,切顶侧断裂线平行于切顶方向;非首采工作面低位岩层破断呈“矩形”,高位岩层初次破断形态呈非对称“O+X”状,周期破断呈“U+Y”状,断裂迹线偏向于未切顶侧。(4)非首采工作面高位岩层破断步距增加,破断块体尺寸增大,单位体积内裂隙数量减少,瓦斯向上运移难度增大。(5)非首采工作面卸压瓦斯治理,需适当降低抽采钻孔布置高度;确定了切顶留巷工作面卸压瓦斯高效抽采区域,现场试验钻孔瓦斯抽采效果验证了区域划分的准确性。
关键词：切顶留巷;;采动裂隙;;贯通采空区;;卸压瓦斯抽采;;破断形态
基金资助：国家自然科学基金面上资助项目(52074217)
