采后底板破壞深度探測與數值模擬研究

付 翔 楊 勇 史文豹

(1.安徽恒源煤電股份有限公司 祁東煤礦,安徽 宿州 234000;2.安徽理工大學 礦業工程學院,安徽 淮南 232001)

近年來,隨著煤炭開采深度和強度的不斷增加,煤層底板突水事故發生的可能性在大大增加,隨著工作面開采擾動,極易造成底板突水事故,嚴重威脅煤礦企業的安全生產。國內外學者對于底板破壞深度理論、破壞范圍以及預測公式進行大量研究。施龍青[1]基于“三帶”理論基礎對開采煤層底板提出“四帶”劃分;杜芳軍[2]采用工字鋼地梁對煤層底板進行壓力控制和監測;黃慶享[3]通過現場實測、相似模擬和數值模擬等分析手段,建立了巷道底板極限平衡深度計算模型,得出巷幫極限平衡區寬度與巷道底板破壞深度成線性增長關系;張蕊[4]通過逐步修正模型邊界條件、反復調整力學參數等,結合現場實測的結果對煤層底板破壞特征進行分析,揭示了礦山壓力在底板傳播規律;王家臣[5]基于底板馬鞍形破壞規律和直流電法測試原理,研究了工作面回采過程中底板巖層電性特征的變化;魯海峰[6]將底板層狀巖體視為橫觀各向同性連續體,根據煤層上覆載荷分布特點,推導出煤層采動后的底板任一點應力解析解,準確預測采動底板破壞深度;張風達[7]基于多元非線性分析,構建深部煤層底板破壞深度模型,擬合出新的底板破壞深度預測公式;姜耀東[8]、趙毅鑫[9]、高尚[10]和牛秀清[11]等針對承壓水底板進行相似模擬實驗,研究底板破壞深度;程學豐[12]、張平松[13]等利用CT 技術獲得煤層采動過程中底板破壞的動態發育規律和變形破壞特征?！?br>