复合顶板大采高采场覆岩破断角实测及其演化规律研究

赵 晶，张 礼，3，王栓林

(1.煤炭科学技术研究院有限公司 安全分院，北京 100013；2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院)，北京 100013；3.中国矿业大学(北京) 能源与矿业学院，北京 100083)

采空区覆岩裂隙带边界和采空区边界的连线与水平线在采空区一侧的夹角称为覆岩破断角[1]。按其所处位置不同可分为采场侧覆岩破断角、运输巷侧覆岩破断角、回风巷侧覆岩破断角和切眼侧覆岩破断角，受煤层赋存及开采时间的影响各破断角度不尽相同。采用顶板钻孔(巷道)抽采邻近层及采空区瓦斯时，钻孔的终孔位置、压茬距离、卸压瓦斯富集区域识别、采动区瓦斯流动三维模拟几何模型的建立等等，均与采场覆岩破断角密切相关[2-4]。现阶段对采场覆岩破断角的研究多采用相似材料模拟实验、数值模拟实验等手段。因不同矿区独特的地质及开采条件，覆岩破断角具有较大差异，不考虑自身条件的生搬硬套大大降低了瓦斯抽采效果。同时因采空区覆岩运动是一动态过程，破断角处于动态演化过程，研究结果均有其一定的适用范围[5-10]。

以申南凹煤矿20102工作面为背景，通过对顶板走向高位钻孔抽采数据的长期观测，对采场侧的覆岩破断角进行了分析；通过20104运输巷往20102工作面采空区施工测试钻孔，利用双塞压水实验对20102工作面回风巷侧的破断角进行了研究；为由点到面的分析采场覆岩破断角的演化规律，利用UDEC模拟软件分析了覆岩采动裂隙及破断角的演化过程。……