采空区覆岩采动裂隙演化过程及其分形特征研究

刘超^1,2，李树刚^1,2，许满贵^1,2，张天军³

1. 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室2. 西安科技大学能源学院3. 西安科技大学理学院

摘 要：为了研究采空区覆岩采动裂隙形成过程中的演化规律,基于煤岩细观破裂力学特性的数值模拟方法,结合非线性的分形几何理论,研究了覆岩采动裂隙演化过程并定量地描述了其时空分布特征,结果表明:采动下覆岩不断劣化,其内部细观损伤积累最终引起覆岩破坏.采动裂隙演化过程中的声发射具有自相似性的分形特征,加载后其分维值首先小幅度的升高,随后急剧下降,尤其是在破坏前降到最低,该特性可作为评价覆岩破坏的有效指标.上述结果能很好地解释覆岩采动裂隙的演化机制,并指导灾害发生前覆岩稳定性发展趋势的预测预报等防治实践.

关键词：覆岩;采动裂隙;数值模拟;分形理论;演化规律;