采動覆巖離層異速生長演化規律研究.pdf

1、在沉積煤系地層開采過程中，隨著開采寬度的增加，采空區上部巖層中必然會產生離層現象，而且采動覆巖離層的產生在某種程度上影響著開采沉陷的發生。然而，采動覆巖離層演化過程極其復雜，其發展過程中離層張開程度大小不等，增長速率參差不齊，表現出異速發展。因此，對采動覆巖離層異速演化規律的研究能夠進一步認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驗、RFPA數值仿真軟件對采動覆

2、巖離層從起裂到閉合整個發展過程進行分析，從分析結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展的異速生長關系模型，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系。主要研究成果如下:
　　(1)在采動覆巖中，當層面下位巖層的下沉速率比上位巖層的下沉速率大時，離層沿層面開裂產生。離層的發展要經過起裂階段、發展階段及閉合階段。在起裂、發展階段，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力及最小主應力超過臨界值時，離層開裂產生。開裂后離層裂尖區處于拉剪狀態，存在著Ⅰ型裂紋應力及Ⅱ型裂紋應力。當Kl≥Klc時，離層裂尖區裂隙開裂擴展。
　　(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，直至離層寬度發展到