煤炭学报

作者：张平松, 许时昂, 吴海波, 李圣林, 傅先杰, 郭立全, 鲁海峰,

关键词：厚松散层, 全地层移动, 分布式光纤感测, 变形传递特征, 沉陷监测,

煤炭资源井工开采会引发上覆地层的移动变形，对工业广场建(构)筑物运维、采区规划及矿井安全生产造成严重影响。揭示基岩、松散层与地表三者之间的移动变形差异性及其垂向形变传递特征，对于矿区安全开采与沉陷控制具有重要实践意义。以两淮新集矿区为研究对象，采用分布式光纤感测技术构建全地层监测系统，通过开展三维物理相似模型试验与工程原位测试相结合的方法，利用应变表征数据研究了煤层开采过程中全地层垂向移动过程及其变形分布与演化特征。研究表明：基岩、松散层与地表的移动变形呈现非整体、不连续特征，基岩与松散层内部变形表现出典型的分段性。在变形时序特征上，基岩表现为“陡沉—慢沉—稳沉”的快速传递模式，松散层呈现“缓沉—陡沉—慢沉—稳沉”的含隔水层分段变形模式，而地表则表现为“慢沉—缓沉—稳沉”的非均速渐变移动模式。进一步分析发现，基岩段变形传递速率是松散层段的4.8倍，而基岩段变形传递时间仅为松散层段的0.27倍。现场监测结果表明：全地层下沉构成中，基岩段下沉贡献率为78.4%，松散层段下沉贡献率为21.6%。回采阶段上覆地层受沉积层状结构及疏水共同作用，内部拉伸变形主要集中于采空区上方离层发育区及采空区边界附近，而压缩变形则集中于煤壁前方支承压力影响区。研究结果深化了厚松散层下煤层开采覆岩移动变形传递机制的认识，可为开采过程中从被动沉陷控制转向主动减沉、减损提供数据支撑与科学指导。

来源：2026年第1期

《煤炭学报》期刊编辑部

查看煤炭学报杂志2026年第1期