煤田地质与勘探

作者：张玉军, 华照来, 宋业杰, 胡皓宇, 李嘉伟,

关键词：超大采高, 导水裂缝带, 土–基型覆岩, 耦合数值模拟, 采动响应, 控水开采,

背景导水裂缝带发育高度是煤矿顶板水害防控与水资源保护的关键，不同覆岩岩性及结构是导水裂缝带发育高度及特征差异性的主要控制因素。方法以陕西曹家滩煤矿10 m超大采高工作面开采为工程背景，在实测土–基型覆岩采动导水裂缝发育高度的基础上，采用应力–渗流耦合数值模拟方法研究土–基型覆岩采动响应差异性规律，并提出顶板复合含水体下控水开采策略，分析控水开采效果。结果与结论(1)曹家滩煤矿10 m超大采高工作面顶板属于典型的土–基型覆岩结构，受红土层遇裂缝可弥合再生隔水特性与对采动裂缝抑制作用的影响，裂采比为22.56倍，采动裂隙基本发育至红土层下部，只有极少数裂隙扩展到红土层，但红土层的整体隔水性未受破坏，基岩和土层内显现传统导水裂缝带变异规律。(2)基于超大采高土–基采动破坏演化与顶板含水层充水规律分析的基础上，提出“静储量精准疏放+动补给增排分流+全空间流场监测+局部防切顶漏顶”的控水开采策略。(3)综合开采过程中长观孔水位、工作面涌水量及水化学等多因素，采动裂缝仅导通基岩裂隙及风化带含水层，第四系含水层未受采动影响，实现了超大采高工作面控水安全高效开采。研究成果可为国内超大采高高强度开采覆岩破坏、水害防控与水资源保护提供依据。

来源：2025年第7期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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