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地下煤炭开采引起上覆岩层的运动、破断,能使位于开采范围内的地表水、地下水溃入井下,给生态环境脆弱的西部地区造成极大的危害。结合西部地区煤炭资源的开采必须要保护好水资源这一前提,研究近距离煤层群覆岩导水裂隙带的发育高度,对于实现矿井的安全生产、保水采煤及生态环境保护,都具有十分重要的理论意义与实际价值。 本文以东胜煤田为研究对象,以覆岩关键层理论为理论基础,对导水裂隙带高度的发育进行了研究。在这些理论研究成果的基础上,结合现场调查资料,以断裂力学和弹塑性力学知识为基础、以关键层理论为指导,综合考虑覆岩岩性、煤层采厚、开采尺寸、冒落岩石的碎胀性等因素,研究了《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中采动岩层的破断条件和导水裂隙带高度的判断方法,确定了近距离煤层群开采下导水裂隙带高度计算的新方法。通过相似材料模拟对比实验和UDEC数值模拟实验对近距离煤层群开采下导水裂隙带高度计算的新方法进行了验证,经实例检验发现该方法预计得出的结果与现场实测基本吻合,误差较小,证明了该方法的正确性及适用性。 通过UDEC模拟建立了以李家壕煤矿31108和31109工作面的简化模型,揭示了煤层采高、层间距、覆岩关键层结构等关键因素对煤层群开采覆岩导水裂隙发育的影响规律。采高越大、煤层间距越小,煤层群开采引起的覆岩导水裂隙带高度越大。最后,把这一成果应用于东胜矿区地下水库中,并对该区地下水库的选址、地下水库建设适用条件评估及地下水库与邻近工作面间煤柱临界尺寸的确定进行了初步研究,为矿区煤炭资源的安全开采和环境保护、地下水资源保护提供了科学决策依据。本文的研究成果无论是对煤层群开采下导水裂隙带高度的理论研究还是工程实践都具有重要意义和推广价值。