摘要
为了揭示高墙采矿过程中上覆岩层移动、边坡变形和裂缝损伤的演变规律，基于新疆黑山露天矿的地质条件建立了一个物理相似模型。挖掘过程贯穿了模型的整个厚度，并被理想化为一个连续的矿巷。通过考虑不同的采场高度，模拟了13-2煤层的开采以及随后的上覆9煤层的开采过程。使用MatchID-2D数字图像相关性方法、位移监测和裂缝图像处理技术，分析了上覆岩层的位移、边坡位移、裂缝面积比和 fractal 维数。研究结果表明：初期变形主要发生在采场顶部和下部上覆岩层中，随后向边坡底部和地表蔓延，表现出明显的阶段性特征和空间差异性。随着采场高度的增加，上覆岩层的沉降、边坡底部的位移、裂缝面积比和 fractal 维数均有所增加。在9煤层开采过程中，位移继续在已形成的变形区内累积，并导致现有裂缝的进一步扩大和连通。这些结果揭示了模型内部逐渐发生的局部损伤和空间协调的变形过程。这些发现有助于更好地理解在研究条件下的上覆岩层-边坡变形及裂缝演变机制。
