【摘 要】
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我国西部煤炭基地地处干旱-半干旱地区,水资源匮乏,生态环境十分脆弱。随着西部煤炭基地高产高效开采技术的普及,煤层覆岩表现出新的破坏演化规律。采煤对含水层结构破坏和生态环境影响日益突出。因此,开展煤炭开采过程中覆岩应力场、裂隙场以及渗流场的发育规律研究,对我国西部生态脆弱矿区的煤炭安全、绿色、高效开采具有重要意义。本文以榆神矿区金鸡滩井田首采工作面为研究对象,通过收集整理文献资料,分析了研究区地质环
【基金项目】
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陕西省自然科学基金项目“煤层开采生态环境损害机理及监测技术”（编号 2019JLZ-03）；
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我国西部煤炭基地地处干旱-半干旱地区,水资源匮乏,生态环境十分脆弱。随着西部煤炭基地高产高效开采技术的普及,煤层覆岩表现出新的破坏演化规律。采煤对含水层结构破坏和生态环境影响日益突出。因此,开展煤炭开采过程中覆岩应力场、裂隙场以及渗流场的发育规律研究,对我国西部生态脆弱矿区的煤炭安全、绿色、高效开采具有重要意义。本文以榆神矿区金鸡滩井田首采工作面为研究对象,通过收集整理文献资料,分析了研究区地质环境背景条件,推导了局部稳定指数计算公式,优化了采动应力-渗透系数关系式;利用计算机数值模拟手段进行了煤岩采动应力-裂隙-渗流耦合计算研究。取得以下主要结论:（1）局部稳定指数法可以定量地勾绘采动覆岩破坏区域,利用FLAC3D进行了采动应力-裂隙耦合计算,基于局部稳定指数法,对计算结果进行处理分析可知:随着工作面的推进,覆岩体内依次产生煤层顶板破坏区、浅表层破坏区、基岩-松散层接触破坏区3个主要的破坏区域;依据采动裂隙演化规律,提出了“裂高采比”（RHM）和“裂宽采比”（RWM）的概念,判定金鸡滩井田首采工作面采高5.5m时的导水裂隙带高度为108m,裂高采比为19.64,与现场钻孔冲洗液漏失量观测判定的结果（19.54）较接近。（2）基于研究区水文地质参数,采用优化的岩体采动应力-渗透系数关系式计算了各工作面下的覆岩垂向渗透系数比(Kz/Kz0),发现覆岩采动垂向渗透性增加区分布在采空区正上方和采空区两侧斜上方3个区域,整体分布呈近似“马鞍形”,且变化规律受工作面推进距离所控制。（3）基于局部稳定指数法和优化的岩体采动应力-渗透系数关系式,利用Visual Modflow进行了采动应力-裂隙-渗流耦合计算,预测不同工作面推进距离下的地下水位降深和工作面涌水量。在不考虑采动裂隙发育情况的计算下,地下水位最大降深0.69m,工作面涌水量为8932.5m3/d;在采动应力-裂隙-渗流耦合计算下,地下水位最大降深1.32m,与现场探测结果（1.21m）较为接近,工作面涌水量为34356.48m3/d,与“大井法”计算结果（32810.4m3/d）较为接近。
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