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      张村, 陈彦宏, 任赵鹏, 任一铭, 廉永奇, 李晓斌

      摘要：在煤层高强度开采扰动下，上覆岩层发生移动变化，形成复杂的采动裂隙网络，并极易贯通松散含水层并逐渐延伸至地表，造成矿区生态环境的破坏，严重威胁工作面安全生产。基于此，本文以上湾煤矿为研究背景，采用物理模拟、分形理论等方法分析了覆岩采动裂隙时空演化特征，同时基于分形图像特征识别了工作面推进过程中覆岩空隙，揭示了采动覆岩空隙率空间分布和演化规律，提出了基于覆岩裂隙空间演化的采中“近场垮落带与远场高位离层空隙”协同注浆减损、采后残余空间维稳注浆减损设计，并给出合理的注浆空间和注浆时机参数。结果表明：由于厚硬岩层与厚软岩层缓冲层的协同导控作用，覆岩离层空间开度与分形维数呈现协同演化特征；随着工作面的推进，覆岩裂隙分形维数呈现台阶形波动降维趋势，覆岩空隙率呈现非线性减小。当工作面达到完全充分采动后覆岩裂隙场呈现非对称空隙形态，空隙率为2.37%。覆岩裂隙网络在空间上随采动损伤传导自下而上、由表及里扩展演化，分形维数分布呈现规律性波动降维，其扩展空间由拱形扩展为梯形纵深发展。研究结果可为神东矿区同类型矿井减损开采提供科学借鉴。  
      关键词：煤矿开采;覆岩裂隙;分形特征;空隙率;注浆减损   
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      更新时间：2026-07-10
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