渭北煤田多因素影响下底板扰动破坏深度研究

针对常用的底板扰动破坏深度计算公式在渭北煤田澄合矿区适用性较差的问题,结合澄合矿区5#煤层顶底板工程地质、水文地质条件,分别对不同采宽-采深和采宽-采深-采高条件下的底板扰动破坏深度进行了数值计算分析。根据数值模拟结果,分析得到了适用于澄合矿区的底板岩体扰动破坏深度拟合公式,并与华北型煤田26组近水平煤层开采工作面底板破坏深度实测值进行对比分析。结果表明：所提出的拟合公式预测能力更强、预测精度更高,误差范围更小,可满足澄合矿区现场需要,为带压安全开采提供了评价依据和科学指导。     

大埋深高承压水双层结构底板破坏机理及应用研究

平煤矿区首次开采近全岩下保护层工作面用于解放其上部受瓦斯突出威胁的己组煤炭资源,近千米埋深开采近全岩层势必加大底板破坏深度,一旦扰动隔水层内L5弱富水性含水层形成寒灰水间接补给通道,影响工作面底板安全稳定。为此首先建立双层结构底板塑性滑移线场理论模型,推导出三种工况下双层底板最大破坏深度解析解;然后通过自主设计的孔隙水压力（弹簧）和地层有效应力（千斤顶）协同工作的相似模拟试验平台,基于数字图像相关技术模拟分析了采场顶底板变形形态和破坏特征;最后使用钻孔应变测量方法在平煤十二矿己15-31040近全岩工作面开展底板破裂发育形态现场监测。结果表明：采用双层结构底板塑性滑移线场理论计算出己15-31040近全岩工作面底板最大破坏深度为16.59 m;相似模拟试验揭示了底板破坏集中于开切眼及工作面两端,具有明显滞后破坏特征,最大破坏深度为17.8 m,工作面推进159.9 m进入充分开采后,底板应力逐渐恢复;现场实测结果显示底板岩体在工作面前方7.9 m出现压剪滑移破坏,工作面推过钻孔前后底板分别表现出压剪和拉剪破坏,底板最大破坏深度介于16.5～18 m。现场实测与理论计算和相似模拟试验结果...     

渭北煤田多因素影响下底板扰动破坏深度研究

针对常用的底板扰动破坏深度计算公式在渭北煤田澄合矿区适用性较差的问题，结合澄合矿区5#煤层顶底板工程地质、水文地质条件，分别对不同采宽-采深和采宽-采深-采高条件下的底板扰动破坏深度进行了数值计算分析。根据数值模拟结果，分析得到了适用于澄合矿区的底板岩体扰动破坏深度拟合公式，并与华北型煤田26组近水平煤层开采工作面底板破坏深度实测值进行对比分析。结果表明：所提出的拟合公式预测能力更强、预测精度更高，误差范围更小，可满足澄合矿区现场需要，为带压安全开采提供了评价依据和科学指导。     

深部煤岩层复合结构底板破坏机制及应用研究

为研究平煤矿区深部岩石开采工作面底板岩体破坏机制,在传统的单一岩层底板塑性滑移线场理论基础上,构建三层复合结构底板塑性滑移线场力学模型,推导得出5种工况下底板最大破坏深度理论解;模拟分析不同推进度下底板岩体应力场分布规律及塑性变形特征;最后运用振弦式应变计实时监测十二矿己15–31040岩石开采工作面底板岩体微应变量,得到采面采前–采中–采后底板变形发育形态及破坏域。结果表明：(1)该工作面底板主动破坏区深度位于中层与下层结构岩层之间,属第三种工况,最大破坏深度理论解为17.08 m;(2)模拟实验发现了底板岩体破坏与损伤主要集中在开切眼及两巷下方,以塑性滑移破坏形式为主,破坏深度为17.1～17.9 m,且寒灰承压水导升高度小于石炭系底部铝土泥岩厚度,有效隔水层可抵御寒灰水导升;(3)实测数据显示底板破坏初始位置超前采面7.9m,以压剪破坏形式为主,临近采面底板岩体进入采空区后转化为拉剪破坏,破坏深度可达16.5～18 m,温度监测显示采动破坏带的下部岩体仍具有良好的抗渗性。理论计算与模拟实验及实测结果相一致,可为相似地质条件下煤岩层开采工作面底板水害防治提供理论指导和实践参考。