导水裂隙带的形成过程

发布网友发布时间：2022-07-30 08:45

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煤层在未开采之前，煤系岩体内应力处于平衡状态。煤层上覆和下伏含水层中的地下水由补给区流向排泄区，受自然条件下岩性、地形、地貌、地质构造等条件控制。当煤层采动以后，则在被采动之处造成一个低压自由空间，从而破坏了原来的静力平衡状态，引起了四周压力向此自由空间的顶、底及四壁集中。此时，围绕自由空间的顶、底及四壁将形成相应的压力拱，以反抗四周来的压力。当自由空间不大时，则四周来的压力能被压力拱所平衡，拱内的岩体则依赖岩体本身的连接力而保持稳定。随着采煤工作面的推迸，自由空间——采空区不断扩大，顶板上面压力拱的跨度也随之扩大。当扩大到某一限度，使采空区顶板压力拱内的岩体重量足以破坏该岩体在该跨度之下的连接力时，在没有支撑或充填的情况下，顶板压力拱内的岩体就开始由下而上地向下冒落。压力拱以外的岩体仍保持稳定。当采空区迸一步扩大，压力拱的曲率已不能满足拱外压力平衡的平衡条件时，则压力拱将被破坏，上覆岩层也将向下冒落，形成冒落带。冒落带以上的岩层随着其下面的冒落岩块的逐渐被压密而随之向下移动。当其移动量足以使岩层破裂时，则会发生一系列的垂直于层面的断开裂隙及层与层之间的离层裂隙。这种断开裂隙与离层裂隙纵横交错，便组成彼此贯通的导水裂隙带。愈往上则向下移动的量愈小，当下移量小到在岩层的弹、塑性变形的范围之内，则岩层只产生弯曲和下沉，而不产生彼此贯通的导水裂隙，即弯曲带。

采用长壁式全部冒落法开采时，这三种带表现的比较明显，容易改变煤层上覆和下伏含水层地下水赋存、运移条件，触发和诱发矿井顶底板突水。采用充填法开采，可以不产生冒落带，采用条带开采，可以大大降低冒落带，这两种方法引起的矿井压力较小，不仅能极大地降低导水裂隙带的高度，而且对底板岩层的破坏较轻，对防止底板突水有利。因此，采用适当的采煤方法，可以使水文地质条件复杂的煤田变的相对简单。采煤方法不当，可以使水文地质条件相对简单的煤田变得复杂，而复杂的煤田变的更加复杂。