采动煤层底板层次性破坏特征全空间多参量协同监测

摘要

为全面获取采动煤层底板破坏演化及层次性特征,采用钻孔注水试验法(点)、钻孔窥视法(点)、钻孔分布式光纤监测法(线)、瞬变电磁法(面)4种方法,构建了煤层底板全空间点-线-面协同监测模式;根据煤层底板采动破坏程度,从裂隙导水性、拉伸剪切应变、采动岩层物性多参量角度,将将传统的“下三带”中的煤层底板采动导水破坏带划分为导水裂隙带、应力应变带、物性差异带;以平朔矿区9煤工作面为实测对象,监测获取了采动煤层底板全空间、动静态、多层次变形破坏特征。研究结果表明:点-线-面多参量协同监测方法在监测空间上可实现点线面动静结合监测,在监测内容上可满足直接或间接获取裂隙发育特征、导水性、应变变形以及物性等多参量的要求。钻孔注水试验法和钻孔窥视法为直接监测裂隙发育特征的方法,获取的导水破坏带高度为21.75 m;采用钻孔分布式光纤监测法可动态监测裂隙发育特征,分析得出在工作面推进至钻孔附近,底板局部岩体出现拉伸破坏,工作面推过钻孔一段距离,底板岩体拉伸程度继续增大、但破坏深度基本保持稳定,实测得出应力应变带高度为25.15 m;采用瞬变电磁法可对比获取采前、采后底板岩体物性变化特征,分析得出物性差异带高度为22~27 m,较好地验证了底板采动破坏层次性划分特征。