采动裂隙网络实时演化及连通性特征

高明忠^1,2，金文城¹，郑长江³，周宏伟³

1. 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院2. 中国平煤神马集团能源化工研究院3. 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室

摘 要：以平顶山煤业集团八矿己15-14120采煤工作面为试验基地,借助改进后的本质安全型钻孔裂隙窥视仪,实时采集采煤工作面前方煤岩体裂隙网络随工作面推进的演化过程。结合分形几何理论与裂隙岩体连通率投影算法,揭示了采动影响下,工作面前方裂隙网络演化分形特征及连通率变化规律。结果表明:采动对平煤八矿己15-14120采煤工作面上覆岩层裂隙网络沿开采方向的影响范围约为50 m;随着工作面不断接近试验测点,煤岩体采动裂隙网络分形维数总体呈上升趋势,并与矿压分布有较好的对应关系;同时,煤岩体连通率随采煤工作面推进上升趋势明显,可依次分为线性缓慢增长阶段、指数增长阶段及平稳阶段。

关键词：裂隙网络;演化特征;连通率;分形维数;现场实验;