浅埋煤层群开采覆岩垮落及导水裂隙带发育规律研究

浅埋煤层群井下开采对上覆岩层有较大影响,不仅会加剧地表沉陷,而且可能造成地表和地下水流失,影响生态环境和发展安全。为进一步掌握浅埋煤层群开采过程中覆岩垮落规律和裂隙分布特征,以宁夏石嘴山二矿2^#、3^#、5^#和6^#煤层为研究对象,分别采用相似材料模拟试验、数值模拟和经验公式计算,分析导水裂隙带发育规律;同时采用相似材料模拟试验方法,分析一次采动和多次采动覆岩垮落规律。
研究结果表明：（1）浅埋近距离煤层群开采时,上层煤周期来压步距大于下层;（2）单层煤开采时,上覆岩层垮落以“铰接结构”和“台阶结构”形式出现,两层及多层煤开采时,“铰接结构”稳定性明显降低,垮落结构主要以“台阶结构”稳定在采空区上方;（3）一次采动时形成“梯形”裂隙区,二次采动时形成“M”形裂隙区,多次采动时形成两个“等腰梯形”裂隙区;（4）导水裂隙带发育高度一次采动时呈平稳增长—缓慢变化趋势,重复采动时,导水裂隙带发育高度则呈快速增长—平稳增长趋势;（5）相似材料模拟试验值及数值模拟结果与实测值较为接近,且均符合煤矿防治水规定。该结果可为类似矿区煤层群高效开采提供参考依据。