水下采煤覆岩裂隙扩展判断方法及其应用

工作面突水是影响水体下煤层安全开采的主要隐患，而上覆岩层导水裂缝带发育是引起工作面突水的基本路径。基于裂隙萌生发育的形态分析，将导水裂隙带划分为两种类型，一是原生裂隙的张开或滑动，二是新生裂隙向完整结构的扩展；而且，在工程荷载作用下卸荷裂隙的萌生和扩展具有优势定向性特征。考虑开采煤层覆岩裂隙的分布特征，基于格里菲斯摩尔-库伦准则建立了裂隙扩展的分析模型和判断方法。借助FISH语言，将扩展模型耦合入离散元软件UDEC中，并用其模拟水体下煤层开采过程，分析在工作面推进过程中上覆岩层内裂隙带萌生演化特征。分析了工作面突涌水机理，得出了水下采煤工作面覆岩导水裂隙带高度的确定方法。并结合导水裂隙带高度现场观测实践进行了工程验证。