陈家沟煤矿综放开采覆岩移动破坏规律研究.pdf

论文题目陈家沟煤矿综放开采覆岩移动破坏规律研究 工程领域矿业工程 硕 士 生李星亮 （签名） 指导教师余学义 （签名） 摘 要 综放开采已经成为我国厚煤层开采广泛采用的主要采煤方法之一，但是这种采煤方 法由于一次采放高大引起覆岩破坏非常严重、导水裂隙带发育、地表沉陷剧烈、地表破 坏严重、 地表裂缝发育； 当地表裂缝与覆岩导水裂隙带沟通时将严重危及矿井安全生产， 同时开采塌陷破坏严重损害矿区生态环境。目前国内外对于综放开采覆岩破坏规律的研 究较少，可供借鉴和参考的实测数据和工程案例不多。因此，系统开展厚煤层综放开采 覆岩移动破坏规律，具有重要的理论意义和实用价值。 本文以华亭陈家沟煤矿北汭河下三采区特厚煤层综放开采为研究对象，分析了陈家 沟煤矿地质、采矿条件，开采煤层覆岩岩性结构、物理力学特征和含隔水性，以及控制 导水裂隙带分布规律的主要因素；采用井下仰孔注水测漏法探测 3201/3202 工作面开采 后导水裂隙带发育高度。探测结果表明，特厚煤层综放开采较其它采煤方法覆岩破坏程 度更为剧烈；在导水裂隙带上部存在较为发育的离层空间，裂采比最大为 12.22；在分析 井下探测研究成果的基础上，结合数值模拟计算，给出了导水裂隙带最大高度和分布形 态；结合三采区开采地表塌陷地裂缝深度探测成果，分析给出陈家沟煤矿北汭河下安全 开采防水煤岩柱厚度计算公式， 并在三采区 3203 工作面进行试采；试采结果表明 3203 工作面开采不会导致北汭河水直接溃入井下，威胁井下安全。 研究成果为进一步深入研究特厚煤层综放开采覆岩移动破坏规律奠定了基础，对华 亭矿区水体下安全采煤具有一定指导意义。 关 键 词综放开采；导水裂隙带；井下仰孔注水测漏法；覆岩结构；防水煤岩柱 研究类型应用研究 Subject Research on overburden movement and failure law of full-mechanized top-caving mining of Chenjiagou Coal Mine Specialty Mining Engineering Name Li Xingliang （（Signature）） InstructorYu Xueyi （（Signature）） ABSTRACT Fully-mechanized top-coal caving mining has become one of the widely used mining in thick coal seam in China, but due to the once mining and caving height is large, the overburden failure caused by this mining is very serious, the water flowing fractured zone is of development, the surface subsidence is violent, the surface destruction is serious, and the ground fissures are also of development; Further, when the ground fissures communicate with water flowing fractured zone, it will seriously jeopardize mine safety in production, and the collapse failure that caused by coal mining will seriously damage the ecological environment of mining area as well. Currently there are less research on overburden failure law of fully-mechanized top-coal caving mining at home and abroad, the measured data and engineering cases for reference are also few. So, it is of great theoretical significance and practical value to carry out systematic research on overburden movement and failure law of fully-mechanized top-coal caving mining in thick coal seam. In this thesis, the research object is fully-mechanized top-coal caving mining in extremely thick coal seam in the Third mining area of Chenjiagou Coal Mine in Huating Mining Area under Beirui River, also, the author has analyzed the Chenjiagou Coal geology and mining conditions, the lithology, structure, physical and mechanical characteristics, aquosity and impermeability of overburden above mining coal seam, and the main factors that control the distribution law of water flowing fractured zone. Measuring the leakage of injection water in the upward slant hole is employed to detect the development height of water flowing fractured zone in the 3201/3202 Face. The detection results show that overburden failure caused by the fully-mechanized top-coal caving mining in extremely thick coal seam is far more violent than that aroused by any other mining s; In addition, there are lots of separated strata space in water flowing fractured zone, and the ratio of the height of the water flowing fractured zone to the mining height is 12.22. Based on the analysis of detection results underground, combined with the numerical simulation calculation, the maximum height and distribution of water flowing fractured zone are provided. According to the detection results on the depth of corresponding ground fissures of the third mining areas, this thesis has analyzed and given the calculation ulas on the thickness of waterproof coal rock pillar for safety mining of Chenjiagou Coal Mine under Beirui River ,and test mining in the 3203 Face of the Third mining area is conducted as well; The test mining results show that the mining of the 3203 Face does not directly lead the water of Beirui River into the underground, threatening mine safety. The research results laid a foundation for further study of overburden movement and failure law of fully-mechanized top-coal caving mining in extremely thick coal seam, and it is also of guiding significance for the safety production of coal mining under water body in Huating Mining Area. Key Words full-mechanized top-coal caving mining；water flowing fractured zone； injection water leakage in the upward slant hole； overburden structure； waterproof coal rock pillar Thesis application research 目 录 I 目 录 1 绪论.................................................................. 1 1.1 选题的背景及研究的意义 .......................................... 1 1.1.1 选题的背景 ................................................ 1 1.1.2 研究的意义................................................ 1 1.2 本课题研究领域国内外研究现状.................................... 2 1.2.1 覆岩破坏理论研究现状 ...................................... 2 1.2.2 放顶煤开采覆岩破坏规律研究现状 ............................ 6 1.3 本课题研究的主要内容及技术路线.................................. 7 1.3.1 研究的主要内容 ............................................ 7 1.3.2 技术路线 .................................................. 7 2 地质和采矿条件........................................................ 9 2.1 地质条件........................................................ 9 2.1.1 地形地貌.................................................. 9 2.1.2 井田地质.................................................. 9 2.1.3 煤层赋存及其顶底板........................................ 9 2.2 覆岩岩性结构及其物理力学特征................................... 11 2.2.1 覆岩岩性结构............................................. 11 2.2.2 物理力学特性............................................. 12 2.3 水文特性....................................................... 13 2.3.1 含水层................................................... 13 2.3.2 隔水层................................................... 15 2.3.3 水文情况分析............................................. 15 2.4 工作面开采条件................................................. 15 2.5 本章小结....................................................... 17 3 覆岩破坏规律井下探测研究............................................. 18 3.1 导水裂隙带分布规律影响因素..................................... 18 3.1.1 覆岩岩性及组合结构....................................... 18 3.1.2 开采方法与顶板管理方法................................... 19 3.1.3 采高与工作面参数......................................... 20 3.1.4 煤层倾角................................................. 20 3.1.5 断层构造................................................. 21 3.1.6 关键层作用............................................... 21 目 录 II 3.1.7 时间因素................................................. 22 3.2 探测方案的选择及钻孔布置....................................... 22 3.2.1 探测方案的选择........................................... 22 3.2.2 钻孔布置................................................. 23 3.3 探测结果与分析................................................. 24 3.4 本章小结....................................................... 30 4 覆岩破坏规律数值模拟研究............................................. 32 4.1 Flac 3D简介...................................................... 32 4.2 模拟模型的建立................................................. 33 4.3 模拟结果分析................................................... 35 4.4 本章小结....................................................... 39 5 工程实例............................................................. 40 5.1 导水裂隙带高度预计 ............................................. 40 5.1.1 类比法 ................................................... 40 5.1.2 经验公式法 ............................................... 40 5.2 防水煤（岩）柱的留设........................................... 41 5.3 试采结果分析................................................... 42 5.4 本章小结....................................................... 43 6 结论................................................................. 44 致 谢.................................................................. 45 参考文献............................................................... 46 附 录.................................................................. 50 1 绪论 - 1 - 1 绪论 1.1 选题的背景及研究的意义 1.1.1 选题的背景 我国“三下”所造成的煤炭呆滞储量之多，在世界范围内都是罕见的。据统计，我 国国有煤矿“三下”压煤总量超过 133 亿 t，其中建筑物下压煤量达 78.2 亿 t，占“三 下”压煤总量的 61，水体下压煤也占有很大比例[1]。如今能源危机出现，煤炭开采价 值显现，“三下”采煤技术日渐成熟，“三下”压煤的开采势在必行。近年来，随着易采 煤炭资源的日益枯竭，为了生产的接续和能源的可持续发展，大量的地表水体下压煤将 被开采，如小浪底库区、岳城水库库区、南四湖及东武仕水库库区等[24]。我国煤矿开 采以牺牲水资源环境为代价，不惜破坏地表水、浅层地下水的水化学环境，许多矿区由 于过量开采地下水资源都已面临水质恶化的局面，可利用水资源已呈现出逐渐枯竭的趋 势。合理地保护矿区地下水资源对矿区生态环境和资源环境保护意义重大。综放开采由 于采动破坏性影响明显加剧，实现保水开采更加困难，因而向该领域的研究人员提出了 更加严峻的挑战[5]。 本课题以华亭矿区陈家沟煤矿为研究背景，陈家沟煤矿位于华亭煤田西部，处于六 盘山区与陕甘宁高原的过渡带内，地质、采矿条件特殊煤层厚度大、覆岩结构复杂、 地表地形复杂；地面村庄分布较多、地表北汭河穿越整个矿区，村庄下、河流下压覆煤 炭资源储量巨大，严重制约着矿区矿井的安全生产和矿井的可持续发展。陈家沟煤矿目 前已开采的三采区 3202 工作面已接近北汭河保护煤柱，经调查发现其采动已对北汭河 附近的地表产生一定影响， 随着三采区后续工作面 3203/3204 的进一步接近北汭河开采， 采动产生的地表裂缝将波及到北汭河河床，不仅给作物灌溉和周围居民饮用水带来困 难，还有可能威胁到矿井的安全生产。 北汭河下压煤开采属于大型水体下采煤，解决水体（北汭河）下开采的关键技术就 是准确地确定导水裂隙带最大高度和分布规律以及地表沉陷区移动变形参数，为科学、 安全、合理地确定北汭河保护煤（岩）柱的尺寸和边界以及水体下开采安全防水煤（岩） 柱的留设提供可靠的依据。北汭河下压煤的开采，能够有效解放水下呆滞煤炭，提高煤 炭资源采出率、缓解矿井接续紧张局面、延长矿井服务年限。 1.1.2 研究的意义 对于放顶煤开采条件下的地表及基岩面移动变形规律，目前国内外研究甚少；尤其 西安科技大学硕士论文 - 2 - 是基岩面的移动变形规律，尚未有研究成果，而掌握基岩面的移动变形规律，可以了解 岩体移动变形在表土层中的传递情况，对于控制地表移动变形和“三下”开采参数的选 取具有重要的意义。 煤层开采后引起的覆岩破坏导水裂隙带高度在我国已经进行了大量的观测研究，取 得了常规开采条件下的经验计算公式，但是这些计算导水裂隙带高度的经验公式，仅仅 适用于一次开采厚度不大于 3.0m，累计开采厚度小于 15m 的限定条件。对于放顶煤开 采覆岩导水裂隙带高度的实验研究目前还很不成熟，虽然在兖州矿区、彬长矿区等进行 了放顶煤开采覆岩导水裂隙带观测研究，但是对于像华亭矿区陈家沟煤矿厚煤层分层综 放开采，开采煤层总厚度大于 22m，在世界范围也属首例，这种条件下的覆岩破坏导水 裂隙带高度的观测也从没实践过，应用井下仰孔双端堵注水测漏方式进行探测，其孔深 很大，技术难度也非常大。特厚煤层分层综放开采总厚度超过 22m 条件下，覆岩移动破 坏规律与一般条件下煤层开采有何区别，尤其是厚煤层开采边界效应形成的裂缝破坏深 度、范围和形态需要进行深入的研究，而深入研究的基础是导水裂隙带高度的探测。特 厚煤层分层综放开采覆岩导水裂隙带高度观测研究[6]是华亭矿区陈家沟煤矿北汭河下特 厚煤层开采的关键技术，也是水体下开采的安全保障。因此，通过对特厚煤层分层综放 开采覆岩破坏规律进行分析研究，最终为“三下”采煤参数设计提供依据。 总之，国内外关于厚煤层综放开采覆岩破坏和地表沉陷规律的研究很少，可供借鉴 和参考的实测数据和工程案例不多。因此，系统开展厚煤层综放开采覆岩破坏与地表沉 陷规律控制和治理技术研究，具有重要的理论意义和实用价值，推广应用前景广阔，经 济与社会效益巨大。 1.2 本课题研究领域国内外研究现状 1.2.1 覆岩破坏理论研究现状 国内外对覆岩破坏的理论都进行了长期研究， 并各自根据本国实际制订了相关规程 与规定[7]。英国矿业局早在 1968 年就颁布了海下采煤条例，对覆岩的组成、厚度、煤层 采厚以及采煤方法等作了相应的具体规定。日本曾有 11 个矿井进行过海下采煤，海下 采煤的水患防治措施严密，安全规程针对冲积层的组成与赋存厚度做出了允许与禁止开 采规定；俄罗斯于 1973 年出版了确定导水裂隙带高度方法指南，1981 年颁布了有关水 体下开采的规程，根据覆岩中粘土层厚度、煤厚、重复采动等条件的变化来确定安全采 深。我国于 1985 年制订了建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程 ， 简称三下采煤规程 ，2000 年又进行了修订，规定了导水裂隙带在各类条件下的计算 公式及导水裂隙带形态的描述[8]。 一覆岩破坏主要研究手段 1 绪论 - 3 - 经过几十年的研究、试验和推广应用，对覆岩破坏的理论研究总体上已基本形成了 以覆岩单轴抗压强度分类， 对应覆岩破坏高度预计公式， 及影响其发育因素的体系[910]。 但对覆岩破坏的研究仍基本处于经验统计和类比、数值模拟、相似材料模拟、实测等研 究阶段。存在着覆岩分类指标因素单一、高度预计公式误差较大，开采方法不全面的问 题。 ①经验统计和类比 利用与本矿区地质、采矿条件相近的其它矿区的数据对照分析，确定本矿区覆岩破 坏情况。或者根据已总结出的各类地质、采矿技术条件下经验公式直接套用。由于我国 地质条件差异很大，覆岩分类又不详细，岩体结构特征并没有反映在预计公式中，而且 找到条件完全相同的矿区是不可能的，方法本身就存在着一个误差问题。因此，此方法 往往只能作为解决实际问题的参考。许延春[11]等在总结前人经验的基础上，提出了利用 覆岩岩体性质综合评价系数“P”系数法预计导水裂隙带高度，此方法仍是在前人经 验公式基础上进一步考虑覆岩岩性及结构，利用现代数学方法而得到的，尚未得到广泛 应用。 ②数值模拟 数值模拟用于覆岩破坏研究己经非常普遍，无论是理论研究还是现场工程课题都较 多地采用了此方法， 例如康永华等利用有限元进行了兴隆庄煤矿厚煤层分层综放开采的 反演计算；利用有限元和离散元模拟了综采放顶煤条件下的覆岩破坏规律 [12]；疏开生、 隋旺华等利用 ADINA 有限元程序中材料非线性模式和拉断计算屈服条件模式对覆岩破 坏的发育进行了研究[1314]； 王遗南利用附加主应力场分析法及主应力比值法进行了有限 元的模拟研究[15]；张文泉等利用应力分析法，根据双向受拉区边界处的应力值及岩体强 度值给出岩体破坏情况，对南屯煤矿综放开采进行了有限元模拟研究[16]。张庆松利用 ANSYS 有限元软件对覆岩破坏进行反演，对覆岩不同层位的破坏进行了研究[17]。王泳 嘉等将离散元和边界元应用于开采沉陷中的应力、位移、变形的研究[18]。麻风海应用离 散元法研究了岩层移动的时空过程[19]。 唐春安给出了线弹性有限元法[20]等。 虽然这些模 拟研究中由于许多参数及边界条件确定困难，导致了其结果不可能与实际完全吻合，但 这些模拟对覆岩破坏规律的研究及工程实践都起到了重要指导作用。 ③相似材料模拟 相似材料模拟也是目前广泛采用的研究手段， 能够取得许多现场实测及数值模拟不 能得到的成果。姜福兴利用机械模拟方法模拟了采场上覆岩层运动与支承压力关系 [21]。 马庆云、钟道昌、汤建泉等利用相似材料模拟进行了覆岩运动与破坏的研究[2223]，张永 吉等进行了综放开采覆岩破坏及顶煤冒落的相似模拟研究，揭示了覆岩破坏的模式、超 前支承压力与覆岩破坏关系、覆岩破坏损伤发展过程、断裂带、裂缝贯穿带特征等[24]。 目前，虽然由于实验技术所限，针对某一具体条件的模拟误差难免，但一定模型条件下 西安科技大学硕士论文 - 4 - 的结果却完全能够反映客观对应条件下的破坏规律。因此，相似材料模拟仍是当前覆岩 破坏研究的重要手段。 ④现代数学、力学研究 对于覆岩破坏机理采用现代数学、力学分析手段进行研究者较少，研究的重点较多 的集中在开采沉陷与空间结构及矿压控制方面，例如吴立新、王金庄建立了条带开采 覆岩破坏的托板理论[25]。苏忠杰、于广明应用分形及损伤力学研究了开采沉陷中岩层非 线性影响的地表沉陷规律[26]。杨伦等以组合板变形的力学模型为基础，导出了根据覆岩 层位、厚度及物理力学性质定量计算离层位置的公式，提出了岩层的二次压缩理论[27]； 郭惟嘉把煤层层状复合岩体划分为以坚硬岩层为依托的岩组，应用弹性理论，给出了覆 岩沉陷弯曲离层的层位、约束边界及离层空间发育形态特征方程[28]；刘立民运用因素分 析及回归模型优化方法，得出缓倾斜煤层开采顶板导水裂隙带高度与煤层开采厚度及顶 板岩层单向抗压强度的加权平均值之间的最佳回归方程和相应的回归系数[29]； 张顶立基 于煤系地层的层状岩体结构特征，对煤矿长壁开采工作面上覆岩层的活动特点和过程进 行了深入的分析，并提出了上覆层状岩体运动的三种基本模式，对离层的类型和控制特 点也进行了分析[30]；吴侃、王悦汉等进行了重复采动条件下覆岩下沉特征的研究，推出 了重复采动条件下地表及岩体内部下沉系数的计算公式[31]。此外，灰色系统理论、模糊 数学方法、分形理论、神经网络方法在该领域取得了一些成果。张文艺、曾兵等利用模 糊数学与人工神经网络对覆岩进行分类与高度预计的方法进行了研究[3233]； 姜福兴从覆 岩结构及顶板控制角度出发，以模糊数学方法建立了岩层质量指数表征体系[3436]。 ⑤实测研究 前文已提及经验统计及类比研究，而进行经验统计与类比的前提是具备大量的实测 成果，数值模拟与相似材料模拟也只是现场条件的再造与反演。因此实测研究仍然是当 前覆岩破坏研究的最主要方法。实测研究所采用的方法及研究情况将在后面详细介绍。 二覆岩破坏主要探测技术 覆岩破坏探测始终是水体下放顶煤开采中不可缺少的重要内容，目前正由传统的冲 洗液漏失量观测的单一技术向着钻孔电视、 钻孔声速、 钻孔超声成象、 钻孔ＣＴ及电法、 数字测井和井下仰孔注水测漏法等测井手段与冲洗液漏失量观测相结合，雷达探测、地 震探测、电法探测、瞬变电磁法探测等物探手段与钻探相结合，微震监测技术与专业解 释相结合等方向发展。随着现代新技术手段的发展，覆岩探测技术与新技术手段的结合 将更加紧密，如 EH-4 电磁法等新的探测系统将会被不断地引入到覆岩破坏探测领域， 既可以减少钻探工程量和降低钻探工程费用， 又有利于提高探测效果[37]。 物理相似材料、 数值计算方法是研究煤层开采覆岩导水裂隙带分布范围和形态的有效方法，超声成像及 数字测井法、超声波穿透法、钻孔ＣＴ及电法等方法一般情况下仅作为导水裂隙带高度 探测的辅助方法。 1 绪论 - 5 - ①钻孔冲洗液法 钻孔冲洗液法[38]是常用的一种探测方法， 主要是通过直接测定钻进过程中的钻孔冲 洗液消耗量、钻孔水位、钻进速度、卡钻、掉钻、钻孔吸风、岩芯观察及地质描述等资 料综合判定冒落带和导水裂隙带高度及其破坏特征。导水裂隙带高度主要是根据钻孔冲 洗液消耗量和钻孔水位观测等结果确定，这种方法仅适用于地形条件简单，易于进行施 工，开采煤层埋深较小，表土层及流沙含水层较薄等条件下；否则成本昂贵，施工困难。 其次，由于钻孔中水的漏失能量是静水压力，所以在导水裂缝间接沟通的条件下不易测 出，往往导致结果有较大的误差。 ②高密度电阻率法 高密度电阻率法[39]的理论基础是岩石的电阻率差异，对于地下一定的岩体，采动以 前电阻率是一个定值。采动以后，由于岩石垮落，改变了原生结构构造，同时温度和湿 度也发生变化，从而导致电阻率发生变化，因此测量同一岩体在不同的时间内的电阻率 变化，就可能判断岩体的形变过程，进而确定煤层顶板导水裂隙带高度。但是地下岩层 结构非常复杂，影响因素很多，只能作为一种辅助方法。 ③超声成像法 超声成像法是使用超声成像数控测井仪对钻孔进行扫描，扫描获得的孔壁图像和曲 线直接显示和反映了覆岩破坏和裂隙发育情况， 并可以判断导水裂隙带发育高度。 同样， 由于地下岩层结构非常复杂，影响因素很多，也只能作为一种辅助方法。 ④声波 CT 层析成像法 声波 CT 层析成像技术[39]的原理是人工激发的声波，通过被检测介质的传播，利用 传感器接收探测数据，依据一定的物理和数学关系反演物体内部物理量的分布，最后得 到清晰的、不重叠的分布图像。由于岩石的声波波速与岩石的物理力学性质有显著的相 关性，声波波速与岩石的抗压强度成正比，波速增高，岩体强度增加，岩体完整性好； 波速降低，岩体完整性降低。因此，将声波走时层析成像的波速切面与地质剖面进行对 比，可得探测结果。 ⑤井下仰孔注水探测法 井下仰孔注水探测法是采用钻孔双端封堵测漏装置探测导水裂隙带高度的一种较 新的探测方法。其原理是在井下施工仰斜钻孔，并在钻孔中分段封堵注水测漏，利用漏 水量的大小对应着岩层裂隙发育状况的关系来探测覆岩破坏，研究覆岩破坏规律，是近 几年在导水裂隙带观测中使用较为广泛的一种方法它具有简单易于操作，工程量相对 较低， 出现问题能够及时补救， 特别在大采深条件下具有费用低、 观测数据可靠等优点， 尤其随着井下钻孔机具的性能提高和新技术发展，使得能够快速准确地进行施工，但是 这种方法也受孔深的限制，目前国内最大的观测孔深达到 160m[40]（亭南煤矿 106 工作 面） 。对于陈家沟地质、采矿条件下的导水裂隙带观测应用井下仰孔注水测漏法具有一 西安科技大学硕士论文 - 6 - 定的优越性。 1.2.2 放顶煤开采覆岩破坏规律研究现状 国外对放顶煤开采技术的理论研究主要集中在对放顶煤工作面矿压的研究，具有代 表性的是法国 J.P.皮凯[41]对布朗齐煤田达尔西煤矿 D 放顶煤工作面矿压的研究。国内对 放顶煤开采技术的理论研究主要集中在放煤理论、顶煤变形移动规律、顶煤破碎机理 和顶板活动与矿压显现特征等方面，而对于综放开采引起的覆岩破坏规律的研究甚少。 赵士昌，于海涌[42]等认为放顶煤采场上覆岩层存在着梁式自稳结构，这种结构的特 点是岩层由众多断裂岩块组成，断裂岩块长度一般远小于周期来压步距，岩梁自身无抗 拉能力，但在轴向挤压作用下不仅能表现出承受载荷能力，而且具有比一般塑性大的变 形能力。钱鸣高、张顶立[43]等提出了放顶煤开采的上覆岩层结构模型认为①砌体梁结 构普遍存在，直接顶下位岩层存在随机平衡结构；②直接顶板 11.2 倍的采高范围以下 垮落后形成不稳定的临时随机结构，其失稳具有随机性，而在此范围以上的直接顶垮落 后回转空间小， 可形成较稳定的临时结构， 这种结构随采场推进将不断交替形成和失稳； ③在综放采场上方仍存在稳定的砌体梁结构，其形成位置远离煤层，基本顶断裂和失稳 位置远离采场。在距煤层 1.52 倍的采高范围以上存在较坚硬顶板岩层时，则可形成稳 定的砌体梁结构，该结构形成和失稳对采场无直接影响。 近几年来，针对厚煤层综采放顶煤、一次采全高、快速推进工作面的生产技术条件 进行了大量覆岩破坏实测及部分理论研究，但是对采动覆岩破坏机理和覆岩岩性以及岩 性结构关系的理论研究少见，对覆岩破坏范围内部破坏带各分带破坏程度的描述及其与 裂缝渗透之间的关系研究尚属空白。对于特厚煤层综放开采覆岩破坏高度及分布形态也 进行了一些实测和部分理论研究，得到了一些研究成果如兴隆庄煤矿[44]通过观测统计 分析得出覆岩破坏高度与采厚近似呈分式函数关系，并通过计算机采用最小二乘法对实 测数据进行拟合计算求出其经验公式。 1综放开采冒落带最大高度与采厚的关系 网下综放开采条件下冒高与采厚比的实测值为 2.73.5。 经拟合计算得知，网下综放开采条件下冒落带最大高度与采厚的关系可用下式示 100 2.72 2.1315.93 m M H M     1.1 式中 m H 冒落带最大高度，m； M  累计采厚，m。 2综放开采导水裂隙带最大高度与采厚的关系 全煤厚综放开采条件下裂高与采厚比的实测值为 7.711.3；网下综放开采条件下裂 1 绪论 - 7 - 高与采厚比的实测值为 5.05.7。 经拟合计算得知，全煤厚综放开采条件下导水裂隙带最大高度与采厚的关系可用下 式示 100 6.30 0.844.57 li M H M    