长壁工作面采动覆岩层理开裂机理及侧向裂隙发育规律

长壁开采煤层覆岩下沉变形过程中，岩层内部形成弯曲应力，并可能沿抗拉和抗剪强度较小的层理开裂形成侧向导水通道。针对相邻采空区积水侧向渗漏引起的工作面突水问题，研究了长壁开采覆岩层理开裂机理，分析了侧向裂隙发育规律。首先基于Winkler弹性地基梁理论建立采动覆岩弯曲下沉挠度方程，考虑煤柱和采空区上覆岩层不同支承压力与破坏程度确定对应的上覆载荷和地基系数，给出各层位岩层的下沉、转角、弯矩和剪力曲线计算公式。在此基础上，将采动覆岩层理裂隙分为张拉离层裂隙和剪切错动裂隙，并根据岩层非同步弯曲下沉特征与组合梁理论计算岩层内部弯曲应力分布情况，提出了张拉离层裂隙和剪切错动裂隙发育判断依据，给出了覆岩任意层理面上侧向裂隙发育位置、长度和隙宽等参数的计算方法。最后以凌志达煤矿15102工作面工程地质条件为依据，计算了上覆各岩层的挠度曲线和弯曲应力分布，分析了采动覆岩层理裂隙发育规律。结果表明，15102工作面在区段煤柱上方发育有超过50 m的剪切错动裂隙，超过了15101和15102工作面之间区段煤柱最大宽度；采空区边界上覆岩层中剪切错动裂隙和张拉离层裂隙共同发育；采空区中部上覆岩层中主要为张拉离层裂...