【摘 要】
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黄土沟谷区浅埋煤层开采地表非连续性的开裂损害，不仅引发了许多生态环境问题，也加大了生态修复难度，严重威胁着矿区生态安全。浅埋煤层开采地表非连续变形是特殊地质条件下覆岩破坏移动的结果，为更加系统地研究覆岩破坏对地表非连续性损害的影响规律，以陕北安山井田125203工作面为地质原型，采用离散元数值模拟与物理相似材料模拟相结合的方法，模拟分析了覆岩及地表破坏、岩块尺寸分布及力链演化等特征，揭示了覆岩力链
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（41402308）； 榆林市科技计划重大资助项目（6130819001）； 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室重点基金资助项目（DZBZ2022Z-03）；
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黄土沟谷区浅埋煤层开采地表非连续性的开裂损害，不仅引发了许多生态环境问题，也加大了生态修复难度，严重威胁着矿区生态安全。浅埋煤层开采地表非连续变形是特殊地质条件下覆岩破坏移动的结果，为更加系统地研究覆岩破坏对地表非连续性损害的影响规律，以陕北安山井田125203工作面为地质原型，采用离散元数值模拟与物理相似材料模拟相结合的方法，模拟分析了覆岩及地表破坏、岩块尺寸分布及力链演化等特征，揭示了覆岩力链演化对块体分布和地裂缝发育的影响规律，阐明了覆岩破坏块体对地表非连续损害的控制效应。研究结果表明：黄土沟壑缓坡地带浅埋煤层开采覆岩垂向变形与水平移动受地形影响较大；覆岩破坏形成双分层块体结构，分层界面距煤层底板11.0 m,下分层块体平均长度小于5.0 m,上分层大于5.0 m,覆岩块体平均长度随岩层至煤层底板距离的增大呈幂指数增长特征，地表块体平均长度由坡底至坡顶逐渐增大；下分层垮落压实的岩块结构和应力集中的力链结构，影响着上分层块体和力链的分布及地裂缝的发育，地裂缝平均间距与上分层应力集中点平均间距基本一致，主沟段顺坡、沟底和逆坡地裂缝平均间距分别约为下分层应力集中点平均间距的1.10倍、0.75倍和1.95倍，分别约为下分层岩块平均长度的2.93倍、2.00倍和5.18倍；“砌体梁”位移模型可以很好地描述下分层底部岩块的下沉移动过程和特征，进而反映覆岩块体的双分层结构特征和地表的损害效应。该研究结果可为黄土沟谷区浅埋煤层开采条件下沉陷控制与修复提供新的科学依据。
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