黄土沟壑区特厚煤层开采地表裂缝发育规律研究

黄土沟壑区煤炭大规模开采诱发的地表裂缝加剧了区域生态环境的损伤。以内蒙古大饭铺煤矿61202工作面为研究对象,探究工作面开采导致的地表裂缝的产生机理、发育特征和展布规律,结果表明:(1)在开切眼周围容易产生沿边缘分布的拉伸裂缝和在中心区域呈O形分布的沉降坑;工作面中部区域散布着随工作面走向推进的弧形裂缝以及边缘区的拉伸裂缝,停采线范围附近地表裂缝主要以C形分布的张开式拉伸裂缝为主;(2)工作面整体以宽度为10~30 cm的裂缝为主,大多数裂缝的落差在5~20 cm之间;(3)工作面采动过程中顶板裂隙不断发育贯通地表产生地裂缝,随着工作面的推进,裂缝宽度增加到最大值后开始减小直至趋于闭合;(4)沿工作面倾向方向,在地表沉陷区周边形成环状裂缝分布区,边缘区域裂缝不断发育,在工作面推进位置前方裂缝呈现“发育—闭合”的趋势。研究成果对西部黄土沟壑矿区煤炭开采与区域环境保护协同发展具有重要意义。