第３０卷第５期２０１０年９月西安科技大学学报Ｖ０１．３０Ｎｏ．５ＪＯＵＲＮＡＬｏＦＸＩ’ＡＮＵＭＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＩ疋）（≥ｙＳｅｐＬ２０１０文章编号：１６７２—９３１５（２０１０）０５－０５０７—０６覆岩采动裂隙演化形态的相似材料模拟实验林海飞１”，李树刚１，一，成连华１”，王红胜１’２（１．西安科技大学能源学院，陕西西安７１００５４；２．教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室，陕西西安７１００５４）摘要：煤层开采后，覆岩采动裂隙演化规律及其形态特征与卸压瓦斯抽采密切相关。通过沿工作面走向及倾向相似材料模拟实验，得到覆岩采动破断裂隙的产生、发展为三阶段演化规律，形态呈“Ｍ”状。离层裂隙呈两大阶段、两个层位、三个区间的演化特征，即在主关键层触矸前，分布形态在垮落的最上位亚关键层上部，呈倒“Ｖ”状，下部呈“Ｍ”状；当主关键层触矸后，主关键层下部离层分布形态呈“Ｍ”状，上部少有离层发育。基于此，得到了覆岩采动裂隙演化形态与特征，提出了“采动裂隙圆角矩形梯台带”工程简化模型，为确定卸压瓦斯抽采钻孔参数提供了一定理论依据。关键词：采动裂隙；演化形态；圆角矩形梯台带；相似材料实验中图分类号：ＴＤ７１３文献标志码：Ａ０引言我国大部分煤矿煤层原始透气性系数较低，井下原始煤层抽采、地面钻井采气和增透试验均表明煤层瓦斯预抽效果较差，应当重点抽采采动影响下的卸压瓦斯¨。２Ｊ。煤层开采将引起覆岩的移动与破断，形成采动裂隙带，其分布形态与卸压瓦斯抽采密切相关旧。Ｊ。对于采动裂隙带的演化特征研究，国外的ＢａｉＭ∞Ｊ，ＰａｌｃｈｉｋＶ．【６ｏ和ＹａｖｕｚＨ．川等分析了煤层开采后覆岩存在的三个不同移动带的特点，国内的刘天泉院士、钱鸣高院士等人提出了“横三区”、“竖三带”的特征哺‘９Ｊ。近年来研究表明，覆岩采动裂隙分布形态随工作面推进而变化。钱呜高院士等人提出覆岩采动裂隙呈两阶段发展规律并形成“０”形圈分布特征，李树刚提出覆岩采动裂隙在空间上的分布是一个“椭抛带”形态¨０｜，袁亮院士等人提出了“顶板环形裂隙圈”的特征１１１Ｉ，林柏泉得到了“回”形圈分布形态１２Ｊ，杨科等人得到覆岩采动裂隙４阶段演化特征【１３。１５Ｊ。文中应用物理相似模拟实验，进一步分析覆岩采动裂隙产生发展的时空规律及其动态变化形态，提出了采动裂隙演化工程简化模型，对布置卸压瓦斯抽采系统提供了一定理论依据。１相似模拟实验设计１．１实验原型条件实验以某矿综放面为基本原型，该工作面主采太原组１５４煤层，煤厚３．３～５．１５ｍ，平均４．４２ｍ，倾角６０～１６。，平均８．５０。工作面走向９００ｍ，面长１６０ｍ，采深２００—４００ｉｎ．采用综放一次采全高开采，采高２．７Ｉｌｌ，推进速度３—５ｍ／ｄ．１．２相似常数的确定实验采用平面模型，沿煤层走向和倾向进行模拟，模型几何、时间、容重和泊松比相似常数按实验要·收稿日期：２０１０一０１—２０基金项目：国家自然科学基金项日（５０８７４０９８）；高等学校博士学科点专项科研基金（２００９６１２１１１０００２）；西安科技大学博士启动基金（Ａ５０３０１１７）；西安科技大学培育基金（２００９００８）通讯作者：林海飞（１９７９～），男，山西大同人，讲师，博士，主要从事矿山安全与瓦斯灾害防治技术的研究．万方数据５０８西安科技大学学报２０１０生求选择，应力及强度相似常数根据相似定理确定，最终得到的模型相似常数见表１．表１模型相似常数Ｔａｂ．１Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｃｏｎｓｔａｎｔｏｆｍｏｄｅｌ１．３位移测点布置走向模型布置１０条测线，其中第ｌ一３条测线分别布置２４个测点，第１测点距边界４０ｃｍ，第４～１０条测线分别布置２０个测点，第ｌ测点距边界６０ｃｍ，间距均为１０ｃｍ．倾向模型共布置７条测线，每条设置１４个测点，第１测点距边界８ｃｍ，间距均为８ｃｍ．表２测线布置Ｔａｂ．２Ｍｅａｓｕｒｅｌｉｎｅｓｌａｙｏｕｔ２覆岩采动裂隙演化规律分析２．１采动覆岩破断裂隙分布规律分析为定量描述采动破断裂隙的发育程度，以裂隙密度（条／ｍ）表示裂隙的发展过程，根据实验数据，绘出破断裂隙密度沿走向及倾向的发展过程（图１）。１２．８’９‘争６童９５誊６龆３蠢４蓑ｏ０錾２２０４０６０８０１００１２０１４０１６０１８０碟Ｏ０２０４０６０工作面推进距，ｍ（ａ）８０】００１２０１４０与回风巷距离，ｍ１６０㈣图１覆岩裂隙密度分布规律Ｆｉｇ．１Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌａｗｏｆｆｉｓｓｕｒｅｄｅｎｓｉｔｙ（ａ）沿工作面走向模型（ｂ）沿工作面倾向模型２．１．１采动覆岩破断裂隙沿走向的分布规律从图１（ａ）可明显看出覆岩破断裂隙沿走向的发生、发展分为３个阶段。１）开切眼到顶板初次来压前（范围大约３２ｍ）。在这一区域内，顶板岩层随着工作面的推进，由初次开挖的弹性变性向塑性变形、破坏发展，直到出现破断裂隙，且裂隙密度不断增加。２）顶板初次来压后周期性矿压显现的正常回采期。此区域内随覆岩的垮落，破断裂隙向较高层位发展，但当工作面推进到一定距离后，采空区中部垮落矸石被重新压实，裂隙密度迅速减小。３）工作面附近（范围大约２６ｍ）。由于支架等支承作用，此区域覆岩破断裂隙分布的密度仍然很大。２．１．２采动覆岩破断裂隙沿倾向的分布规律从图１（ｂ）可看出覆岩破断裂隙沿倾向也分为３个阶段：采空区中部（范围大约１２３ｍ）垮落矸石趋于压实，而进风巷（范围大约２４ｉｎ）和回风巷（范围大约２１ｍ）附近仍各自保持一个裂隙发育区，沿工作面倾向分布呈“Ｍ”状，同时还可以得到，回风巷附近的裂隙密度大于进风巷附近。万方数据第５期林海飞等：覆岩采动裂隙演化形态的相似材料模拟实验５０９２．２采动覆岩离层裂隙动态演化规律２．２．１采动覆岩离层沿走向分布规律以离层量８。（ｍ）、离层率ｒｂ（ｍｍ／ｍ）来定量描述采动过程中离层的动态变化。根据工作面各测点的下沉值和其间距离，可得工作面推进到１４２ｍ及２２０ｍ各关键层间的离层率、离层量分布（见图２）。由图２可得，根据主关键层及相邻亚关键层是否破断，离层裂隙呈现两大阶段、两个层位及三个区域特征。一第２＿６亚关键层离层率一第６～主关键层离层率一第２＿６亚关键层离层量一第６～主关键层离层率。·一第２—６亚关键层高层率一第“主关键屡离层率－－卜第２－６亚关键层离层量一第６一主荚键层离层率｛删隧霆囊∞褪‰∞Ｆｉｇ．２魏啪啪２０６０１００１４０１８０２２０推进距／ｍ图２沿工作面走向不同推进距下离层率、离层量分布Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｂｅｄ－ｓｅｐａｒａｔｅｄｒａｔｉｏａｎｄｑｕａｎｔｉｔｙａｌｏｎｇｔｈｅｆａｃｅｓｔｒｉｋｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｄｖａｎｃｅ（ａ）工作面推进１４２ｍ（ｂ）工作面推进２２０ｍ１）阶段１（主关键层接触垮落矸石前）。在主关键层未垮落前，开切眼到第１亚关键层的初次垮落，随着工作面的推进，上位亚关键层下方出现离层。根据初次垮落的亚关键层的位置，离层沿走向分布呈现两个层位的不同特征。第１层位是上层位：垮落的最上位亚关键层上部。离层沿走向分布曲线呈倒“Ｖ”状，采空区中部离层最为发育，且基本上位于走向采长中部，如图２（ａ）中，工作面推进到１４２１１１时，垮落的最上位亚关键层是第５亚关键层，第５与第７亚关键层间，距切眼７０ｍ处Ｂ。＝１．５ｍ，ｒｂ＝４４．９ｍｍ／ｍ．第２层位是下层位：垮落的最上位亚关键层下部。离层沿走向分布曲线呈“Ｍ”状，具有３个区域特征：①切眼到初次来压范围，宽度一般３０一３５ｍ．随亚关键层不断破断，此区间离层量较大，且变化较小，但由于最上位亚关键层的层位升高，离层率会减小；②经过多次来压后，采空区中部离层裂隙趋于压实，离层量及离层率均下降，如图２（ａ）中，当工作面推进到１４２ｍ时，第２～５亚关键层间距切眼７０ｍ处Ｂ。＝０．６ｍ，ｒｂ＝２２．６ｍｍ／ｍ，此范围随工作面推进不断加大；③工作面附近（宽度２０一３１ｍ，大约２～３倍周期来压），离层裂隙仍能保持，此区随工作面推进不断前移，离层量及离层率是动态变化的。２）阶段２（主关键层接触垮落矸石后）。随工作面推进，当主关键层发生弯曲并接触垮落矸石后，主关键层下部离层分布类似于阶段１中的第２层位，即在采空区中部离层趋于压实，而在采空区２侧（切眼与工作面侧）仍各保持一个裂隙发育区，关键层下离层沿走向采长分布呈“Ｍ”状，如图２（ｂ）中各曲线；而在主关键层上部少有离层发育。２．２．２采动覆岩离层沿倾向分布规律根据工作面倾向各测点下沉值及间距，可得到岩层移动未达到及达到主关键层时，测线间离层量与离层率在工作面倾向的分布曲线（见图３）。由该图可知，沿倾向的离层分布相似于沿走向，也可分为２个阶段、２个层位及３个区域。１）阶段１（主关键层接触垮落矸石前）。随着工作面不断推进，岩层移动、破坏及垮落的层位不断向上发展，当覆岩移动未达到主关键层时，垮落的最上位亚关键层下部离层分布呈“Ｍ”状（如图３中覆岩移动未达到主关键层时１～４排的离层量与离层率的分布曲线），回风巷附近裂隙区宽度大约２４ｎｌ，进风巷附近裂隙区宽度大约２１ｍ，采空区中部裂隙趋于压实。垮落的亚关键层与相邻上位亚关键层间的离层分布如倒“Ｖ”状（如图３中覆岩移动未达主关键层时４—６排的离层量与离层率分布曲线）。２）阶段２（主关键层接触垮落矸石后）。当覆岩移动达到主关键层且发生明显弯曲接触垮落矸石后，采空区中部离层趋于压实，而在采空区两侧（即进回风巷附近）仍各自保持一个裂隙发育区，主关键层下万方数据５１０西安科技大学学报２０１０生部离层分布呈“Ｍ”状（如图３中当覆岩移动达到主关键层时ｌ～４排及４～７排的离层量与离层率的分布曲线）。－．－４＋未达主关键层１＿４排—·一束达主关键层４－６排未达主关键层ｉ－．４排—·一未达主关键层４－６排达到主关键层ｌ－４排．＋一达到主关键层４＿６捧３５３２５２ｌ．口荟、瓣巡证０２０５ｌＯ５Ｏ４０６０８０１００１２０１４０１６０距回风巷距离／ｍ（ａ）０２０４０６０８０１００１２０１４０１６０与回风巷距离，ｍ㈣图３沿工作面倾向离层率、离层量分布Ｆｉｇ．３Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｂｅｄ－ｓｅｐａｒａｔｅｄｒａｔｉｏａｎｄｑｕａｎｔｉｔｙａ１０Ｉｌｇｄｉｐｐｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｆａｃｅ（ａ）离层率分布规律（ｂ）离层量分布规律３覆岩采动裂隙演化形态及特征３．１覆岩采动裂隙演化形态一般情况下，工作面推进到一定距离后，切眼、工作面和进回风巷构成的几何图形为矩形，当岩层层面离层和穿层破断裂隙贯通图４采动裂隙带平行于煤层平面形态后，在平行于煤层的平面的矩形框内存在有一定宽度的环状裂隙发Ｆｉ辱４Ｐｌａｎｅｐａｔｔ。ｍｏｆｐａｒａｌｌ。ｌｔｏ。。ａｌ。ｅａＩｎ育区域，在环形圈的中部是压实的裂隙，如工作面足够长，则可形成ｏｆｍｉｎｉｎｇ．ｉｎｄｕ。ｅｄｆｒａｃｔｕｒｅｄ∞舱类似于经过圆倒角的矩形（如图４所示），如工作面较短或在裂隙带上部，则形成椭圆形结构。在垂直于煤层剖面上，主关键层触矸前，垮落的最上位亚关键层上方与未垮关键层之间裂隙发育，其下方在进风巷、回风巷、切眼及工作面附近裂隙较为发育，采空区中部裂隙被压实，裂隙区及压实区边界线可近似为直线（图５（ａ）、图５（ｃ）中虚线），从外形上看呈梯形状。随工作面推进，当主关键层触矸后，采空区中部被压实，但四周裂隙仍可保持，裂隙区及压实区边界也可近似为直线（图５（ｂ）、图５（ｄ）中虚线），从外形看也呈梯形状。这一事实表明，虽然理论分析状态下的裂隙区及压实区边界可由抛物形或拱形曲线来确定［１０’Ｍ］，但在实际应用中，可用梯形来代替，既简捷，又可满足工程需要。于是，裂隙区及压实区边界在垂直于煤层剖面上可用梯形台来描述，在平行于煤层剖面上可用圆角矩形圈或“Ｏ”形圈来描述，也就是在整个采场覆岩中形成了一个可满足工程精度、较为形象的称为“采动裂隙圆角矩形梯台带”。３．２采动裂隙带动态演化特征采动裂隙带是随着工作面的推进动态变化的，外梯台面在煤层开挖一段距离就可形成，而内梯台面则在工作面推进到一定距离后才形成（这次实验内梯台面在工作面推进到８５ｍ后形成），根据主、亚关键层破断的形态及主关键层与裂隙带之间的位置关系，其演化特征可分为两大类。３．２．１主关键层触矸前这种情况下，采场覆岩将形成曲面轮廓较为连续的采动裂隙圆矩梯台带。如主关键层位于弯曲下沉带，未破断的主关键层只控制弯曲下沉带岩层，主关键层下的梯台带上部离层裂隙较发育，下部则有较多破断裂隙出现，且内外梯台面高度不同，内梯台面的高度为垮落的最上位亚关键层与煤层底板距离，外梯台面的高度则为未垮的最下位亚关键层与煤层底板距离；如主关键层位于弯曲下沉带下方，其上方因采动影响及关键层控制作用，将有较少离层裂隙出现，但与下方的裂隙沟通较为困难。３．２．２主关键层触矸后这种情况下，内外梯台面高度将趋于一致，采动裂隙带在垮落带将形成圆角矩形圈分布，在断裂带将万方数据第５期林海飞等：覆岩采动裂隙演化形态的相似材料模拟实验５１１形成“Ｏ”形圈分布。如主关键层位于弯曲下沉带，主关键层仍只控制覆岩弯曲下沉带岩层，上部少有裂隙出现。如主关键层位于弯曲下沉带下方，主关键层在覆岩活动过程中，有可能产生变形甚至破裂，因而其中也存在破断裂隙，仍可与其上离层裂隙沟通，为气体的运移提供通道。４结论１）覆岩破断裂隙沿走向及倾向均分为３个阶段、呈“Ｍ”状，沿走向在开切眼（范围３２ｍ）、工作面（范围２６ｍ）附近裂隙密度较大，采空区中部裂隙密度减小；沿倾向在采空区中部（范围１２３ｍ）垮落矸石趋于压实，而进风巷（范围２４ｍ）和回风巷（范围２１ｍ）附近仍各自保持一个裂隙发育区。２）覆岩离层裂隙沿走向及倾向均呈２大阶段、２个层位、３个区间的演化特征，即在主关键层触矸前，垮落的最上位亚关键层上部，离层分布呈倒“Ｖ’’状，下部呈“Ｍ’’状；当主关键层触矸后，主关键层下部离层分布呈‘‘Ｍ”状，上部离层发育较少。Ｆｉｇ·５图５采动覆岩裂隙分布形态Ｄｉ８‘ｄｂｕ‘ｉ∞ｐａｔ‘ｅｍｏｆｍｉｍｎｇ－ｉｎｄｕｃｅｄｆｒａｃ‘ｕｒｅｄＺＯ鹏‘｜：：翼篇篇篡未１８达主ｍ曼詈走是≯蒹昙移达主关键层３）提出了采动覆岩裂隙工程简化模型，即采动裂隙在垂直于煤层剖面上，可近似视为一裂隙发育的梯形台，在平行于煤层剖面上，可用近似于一圆角矩形圈或“０”形圈来描述，在整个采场覆岩中形成了一个可满足工程精度的、较为形象的称为“采动裂隙圆角矩形梯台带”。由于篇幅所限，该模型的主要定量化参数及影响因素分析将另文撰述。参考文献Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ［１］钱鸣高，许家林．覆岩采动裂隙分布的…０’形圈特征研究［Ｊ］．煤炭学报，１９９８，２３（５）：４６６—４６９．ＱＩＡＮＭｉｎｇ－ｇａｏ．ＸＵＪｉａ－ｌｉｎ．Ｓｔｕｄｙｔｈｅ“ＯＳｈａｐｅ”ｃｉｒｃｌｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｉｎｉｎｇｉｎｄｕｃｅｄｆｒａｃｔｕｒｅｓｉｎｔｈｅｖｅｒｌａｙｉｎｇｓｔｒａｔａ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉｅｔｙ，１９９８，２３（５）：４６６—４６９．［２］李树刚，李生彩，林海飞，等．卸压瓦斯抽取及煤与瓦斯共采技术研究［Ｊ］．西安科技大学学报，２００２，２２（３）：２４７—２４９．ＬＩＳｈｕ·ｇａｎｇ，ＬＩＳｈｅｎｇ－ｃａｉ，ＬＩＮＨａｉ—ｆｅｉ，ｅｔａ１．Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｄｒａｗｉｎｇｒｅｌｉｅｖｅｄｍｅｔｈａｎｅａｎｄｓｉｍｕｌａｎｅｏｕｓｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆｃｏａｌａｎｄｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅ［Ｊ】．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｌｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００２，２２（３）：２４７—２４９．［３］钱鸣高，许家林，缪协兴．煤矿绿色开采技术［Ｊ］．中国矿业大学学报，２００３，３２（４）：３４３—３４７．ＱＩＡＮＭｉｎｇ·ｇａｏ，ＸＵＪｉａ－ｌｉｎ，ＭＩＡＯＸｉｅ—ｘｉｎｇ．Ｇｒｅｅｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｃｏａｌｍｉｎｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００３，３２（４）：３４３—３４７．［４］夏红春，程远平，柳继平．远程覆岩卸压变形及其渗透性研究［Ｊ］．西安科技大学学报，２００６，２６（１）：１０—１４．ＸＩＡＨｏｎｇ·ｃｈｕｎ，ＣＨＥＮＧＹｕａｎ－ｐｉｎｇ，ＬＩＵＪｉ·ｐｉｎｇ．Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｃａｕｓｅｄｂｙｐｒｅｓｓｕｒｅ—ｒｅｌｉｅｆｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅｓｔｒａｔａ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎ［５］ＢａｉａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，２６（１）：１０—１４．Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．ＭｉｎｉｎｇＳｃｉ．Ｔｅｃｈ．，１９９０，１０（１）：８１－９１．Ｍ，Ｅ］ｓｗｏｒｔｈＤ．Ｓｏｍｅａｓｐｅｃｔｓｏｆｍｉｎｉｎｇｕｎｄｅｒａｑｕｉｆｅｒｓｉｎ［６］ＰａｌｃｈｉｋＶ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗｅａｋｒｏｃｋｍａ８８ｈｅｉｇｈｔｏｆｃａｖｅｄａｂａｎｄｏｎｅｄｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｃｏａｌｍｉｎｅｓ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＧｅｏｌｏｇｙ，２００２，４２（１）：９２—１０１．［７］ＹａｖｕｚＨ．Ａｎｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｃｏａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅ—ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅｇｏａｆｏｆｌｏｎｇｗａｌｌｍｉｎｅｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓ＆ＭｉｎｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅｓ，２００４，４１：１９３—２０５．［８］刘天泉．矿山岩体采动影响与控制工程学及其应用［Ｊ］．煤炭学报，１９９５，２０（１）：１—５．ＬＩＵＴｉａｎ·ｑｕａｎ．Ｍｉｎｉｎｇｒｅｓｐｏｎｓｅｒｏｃｋｍａｓｓｅｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏ－ｃｉｅｔｙ，１９９５，２０（１）：ｌ一５．［９］钱鸣高，刘听成．矿山压力及其控制［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社，１９９１．万方数据５１２西安科技大ＱＩＡＮＭｉｎｇ—ｇａｏ，ＬＩＵＴｉＩＩｇ－ｃｈｅｎｇ．Ｇｒｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｉｔｓ学学报２０１０丘ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｉｎａＣｏａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＰｒｅｓｓ，１９９１．［１０］李树刚．综放开采围岩活动及瓦斯运移［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，２０００．ＬＩＳｈｕ－ｇａｎｇ．Ｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋａｎｄｇａｓｄｅｌｉｖｅｒｙｉｎｆｕｌｌｙ—ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｔｏｐｃｏａｌｖｅｒｓｉｔｙｏｆｃａｖｉｎｇ［Ｍ］．Ｘｕｚｈｏｕ：ＣｈｉｎａＵｎｉ．ＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＰｒｅｓｓ，２０００．［１１］刘泽功，袁亮，戴广龙，等．开采煤层顶板环形裂隙圈内走向长钻孔抽放瓦斯研究［Ｊ］．中国工程科学，２００４，６（５）：３２—３８．ＬＩＵＺｅ－ｇｏｎｇ，ＹＵＡＮＬｉａｎｇ，ＤＡＩＧｕａｎｇ—ｌｏｎｇ，ｅｔａ１．Ｓｔｕｄｙｃｏａｌｓｅａｍｒｏｏｆｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｆｒｏｍｔｈｅｓｔｒｉｋｅｏｆａｎｎｕｌａｒｆｒａｃｔｕｒｅａｒｅａｓｂｙｔｈｅｌｏｎｇｄｒｉｌｌｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ，２００４，６（５）：３２－３８．［１２］赵保太，林柏泉．“三软”不稳定低透气性煤层开采瓦斯涌出及防治技术［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，２００７．ＺＨＡＯＢａｏ·ｔａｉ．ＬＩＮＢｏ—ｇｕａｎ．Ｍｅｔｈａｎｅｅｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆ“ｔｈｒｅｅｓｏｆｔ’’ｕｎｓｔａｂｌｅａｎｄｌｏｗｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｃｏａｌｍｉｎｉｎｇ［Ｍ］．Ｘｕｚｈｏｕ：ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＰｒｅｓｓ，２００７．０９２—１０９６．［１３］杨科，谢广祥．采动裂隙分布及其演化特征的采厚效应［Ｊ］．煤炭学报，２００８，３３（１０）：ｌＹＡＮＧＫｅ，ＸＩＥＧｕａｎｇ—ｘｉａｎｇ．Ｃａｖｉｎｇｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｆｆｅｃｔｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｉｎｉｎｇｉｎｄｕｃｅｄｆｒａｃｔｕｒｅ［Ｊ］．ＪｏｕｍａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２００８，３３（１０）：１０９２一ｌ０９６．［１４］刘悦，黄强兵．模拟堆载作用的黄土边坡土体变形机理试验［Ｊ］．地球科学与环境学报，２００７，２９（２）：１８３—１８７．ＬＩＵＹｕｅ，ＨＵＡＮＧＱｉａＩｌｇ－ｂｉｎｇ．Ｔｅｓｔｓｔｕｄｙｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｓｏｉｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｌｏｅｓｓｓｌｏｐｅｕｎｄｅｒｌｏａｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００７，２９（２）：１８３—１８７．［１５］刘妮娜，门玉明，刘洋．地震动力作用下土一地铁隧道模型分析［Ｊ］．地球科学与环境学报，２００９，３１（３）：２９５—２９８．ＬＩＵＮｉ—ｎａ，ＭＥＮＹｕ－ｍｉｎｇ，ＬＩＵＹａｎｇ．Ｍｏｄｅｌｔｅｓｔｏｆｓｏｉｌａｎｄｍｅｔｒｏ－ｔｕｎｎｅｌｓｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｉｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００９，３１（３）：２９５—２９８．［１６］赵德深，朱广轶，刘文生，等．覆岩离层分布时空规律的实验研究［Ｊ］．辽宁工程技术大学学报，２００２，２１（１）：４—６．ＺＨＡＯＤｅ－ｓｈｅｎ，ＺＨＵＧｕａｎｇ－ｙｉ，ＬＩＵＷｅｎ－ｓｈｅｎｇ，ｅｔａ１．Ｔｅｓｔｓｔｕｄｙｔｈｅｓｐａｃｅ—ｔｉｍｅｌａｗｓｏｆｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎｓｅｐａｒａｔｅｄｌａｙｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｍｉｔｙ，２００２，２１（１）：４—６．Ｍｏｄｅｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｍｉｎｉｎｇ－ｉｎｄｕｃｅｄｏｆｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｏｆｆｉｓｓｕｒｅｉｎｏｖｅｒｌｙｉｎｇｓｔｒａｔａＬＩＮＨａｉ．ｆｅｉ１”，ＬＩＳｈｕ．ｇａｎ９１”，ＣＨＥＮＧＬｉａｎ．ｈｕａｌ”，ＷＡＮＧＨｏｎｇ．ｓｈｅｎ９１，２（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｅｒｇｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，觑’ａｎＵｎｉｖｅ玷ｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，藏’口ｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙｏｆＷｅｓ把ｍＭｉｎｅＥｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎａｎｄＨａｚａｒｄＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎｏｆｔｈｅＭｉｎ缸ｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，瓜７口，ｌ７１００５４，Ｃｈｉｎａ）ｏｆｍｉｎｉｎｇｆｉｓｓｕｒｅｉｎｏｖｅｒｌｙｉｎｇＡｂｓｔｒａｃｔ：Ａｆｔｅｒｍｉｎｉｎｇ．ｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｌａｗａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｓｔｏｓｔ胁ａｒｅｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｈｅｄｅｇａｓｉｆｉｅａｔｉｏｎｏｆｒｅｌｉｅｖｅｄｍｅｔｈａｎｅ．Ｕｓｉｎｇｔｈｅｍｏｄｅｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｏｎｇｓｔｒｉｋｅａｎｄｄｉｐｐｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｆａｃｅ，ｉｔｉｓｏｈ－ｔａｉｎｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ“Ｍ”．Ｔｈｅｂｅｄ－ｓｅｐａｒａｔｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｉｎｉｎｇｂｒｏｋｅｎｆｉｓｓｕｒｅｈａｓｔｈｒｅｅｓｔａｇｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｌａｗｓ，ａｎｄｉｔｓｐａｔｔｅｒｎｉｓｔｗｏｆｉｓｓｕｒｅｈａｓｓｔａｇｅｓ。ｔｗｏｈｏｒｉｚｏｎｓａｎｄｔｈｒｅｅｒｅｇｉｏｎｓｅｖｏｌｕｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｓ．Ｂｅｆｏｒｅｔｈｅｍａｉｎｋｅｙｓｔｒａｔｕｍｔｏｕｃｈｔｈｅｇａｎｇｕｅ，ｔｈｅｐａＵｅｍｏｆｂｅｄ－ｓｅｐａｒａｔｅｄｆｉｓｓｕｒｅｉｓｉｎｖｅｒｓｅ“Ｖ”ａｂｏｖｅｔｈｅｕｐｐｅｒｆａｌｌｉｎｇｓｕｂ—ｋｅｙｓｔｒａｔｕｍ，ａｎｄｉｓ“Ｍ”ｂｅｌｏｗｔｈｅｕｐｐｅｒｆａｌｌｉｎｇｓｕｂ－ｋｅｙｓｔｒａｔｕｍ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｍａｉｎｋｅｙｓｔｒａｔｕｍｔｏｕｃｈｅｄｔｈｅｇａｎｇｕｅ．ｔｈｅｐａＲｅｍｏｆｂｅｄ－ｓｅｐａｒａｔｅｄｆｉｓｓｕｒｅａｎｄｆｅａｔｕｒｅｓｉｓ“Ｍ”ｂｅｌｏｗｉｔ，ａｎｄｂｅｄ－ｓｅｐａｒａｔｅｄｆｉｓｓｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｓｆｅｗａｂｏｖｅｉｔ．Ｂａｓｅｄｔｈｅｓｅ。ｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｍｉｎｉｎｇ—ｉｎｄｕｃｅｄｆｉｓｓｕｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．ｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｍｏｄｅｌｏｆｍｉｎｉｎｇ—ｉｎｄｕｃｅｄｆｉｓｓｕｒｅｒｏｕｎｄ—ｒｅｃ·ｔａｒｃ，ｈｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌｔｅｒｓＫｅｙｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙａｎｄｒｅａｓｏｎａｂｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｐａｒａｍｅ－ｏｆｄｅｇａｓｆｉｃａｔｉｏｎｄｒｉｌｌｈｏｌｅｏｆｒｅｌｉｅｖｅｄｍｅｔｈａｎｅ．ｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｉｎｇ··ｉｎｄｕｃｅｄｆｉｓｓｕｒｅ；ｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎ；ｒｏｕｎｄ·－ｒｅｃｔａｎｇｌｅｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌｚｏｎｅ；ｍｏｄｅｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ·Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＬＩＮＨａｉ－ｆｅｉ，Ｌｅｃｔｕｒｅｒ，Ｘｉ’ａｌｌ７１００５４，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，Ｔｅｌ：００８６—２９—８５５８７４５０，Ｅ·ｍａｉｌ：ｌｈａｉｆｅｉ＠ｘｕｓｔ．万方数据覆岩采动裂隙演化形态的相似材料模拟实验
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
林海飞， 李树刚， 成连华， 王红胜， LIN Hai-fei， LI Shu-gang， CHENG Lian-hua， WANG Hong-sheng
西安科技大学,能源学院,陕西,西安,7100;教育部,西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西,西安,7100
西安科技大学学报
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