底板破坏

摘要： 为研究深部煤层开采底板破坏形态,提出考虑围岩应变软化和采空区接触的FLAC3D有限差分数值方法,以河北开平煤田林西矿2023工作面底板实测导水裂隙带为工程背景,结合朗肯土压力理论定性分析,研究深部煤层底板破坏特征。结果表明:采用应变软化本构关系代替常用摩尔–库伦本构关系能够对围岩塑性破坏后的力学状态更准确表述;采用“应变软化–空–弹性”模型转变的方法,达到模拟采空区顶板垮落后应力传递的效果,弥补了以往煤层开采模拟中采空区垮落后顶底板不接触的固有缺陷;通过采空区顶底板接触与否条件下应力、位移的对比,发现采空区是否接触对数值结果影响巨大,突出考虑采空区接触的必要性;根据模拟结果中塑性剪切应变率的变化,实现了底板滑移面的三维显示,形态为斜向采空区的半包围面状结构;结合朗肯土压力理论将底板塑性区与主动区、过渡区和被动区对应,3个区破坏形式分别为剪切破坏、剪切破坏、拉张与剪切的交互破坏。提出的考虑围岩应变软化及采空区接触的FLAC3D数值方法对煤层开采模拟实现了优化,并可为其他大变形后需考虑接触的工程模拟提供参考。

摘要： 深部煤炭资源开采受高地应力、高承压水及地质构造复杂诱发的突水灾害威胁,而微震监测技术作为一种可实现实时监测预警的重要手段被广泛应用于灾害防治。以淮南矿区潘二煤矿12123工作面为背景,优化了高瓦斯矿井下的微震监测应用技术,提出了基于采场固有锚杆的底板破坏微震循环监测方法及其相应的应用设备,基于地质构造区内信号特征进行了验证分析。结果表明,在井下采场内利用固有的巷道锚杆,通过锚杆探头装配器可有效实施微震循环监测;基于有效波形数据分析下的断层在采动过程中的破坏特征与理论结果相一致,验证了该方法在煤矿岩层破坏监测方面的有效性。研究结果有利于推动微震监测技术在深部矿井中的广泛应用。

摘要： 小回沟矿2201首采工作面为近距离煤层群开采工作面,“下三带”破坏范围和深度情况会影响2201工作面回采期间瓦斯涌出。为解决此问题,采用相似材料模拟和数值模拟以及现场工业试验,确定了2201工作面底板垂深0~9.5 m为采动破坏区域,9.5~18.8 m为裂隙发育区域,大于18.8 m为完整良好区域。这为2201工作面瓦斯治理提供了依据。

摘要： 为深入研究底板渗流应力耦合破坏与递进导升协同突水演变规律,应用FLAC^(3D)固液耦合模式模拟隐伏断层底板岩体的应力分布、变形破坏特征、递进导升渗流规律及裂隙扩展突水机制。数值模拟表明:在矿山压力和承压水压力影响下,随着工作面开挖,打破原来开挖面周围荷载平衡,底板岩层节理裂隙经历张开、闭合、扩展反复循环过程,当矿压破坏带和递进导升带之间的岩桥贯通,递进导升高度渗入底板破坏区域相互连通,发生底板突水,直观揭示了底板渗流应力耦合破坏与递进导升协同突水机理。

摘要： 针对岱庄煤矿高承压水上、建筑物下长壁膏体充填工作面安全采煤的问题,采用理论分析、数值模拟及现场实测相结合的方法,提出了膏体充填开采工作面的等效巷道底板破坏理论,并基于该理论对膏体充填开采工作面底板破坏的时空效应进行了分析,得到膏体充填工作面底板塑性破坏区及其范围。根据岱庄煤矿11607试验工作面的现场实际,通过FLAC3D数值模拟结果得出:当试验工作面充填步距自1.2 m上升至3.6 m时,工作面底板岩层已贯通的塑性区深度未发现明显变化,已贯通的塑性区延伸至底板泥岩和细粒砂岩层,其深度约为3.6 m。结合岱庄煤矿11607试验工作面底板岩层导水裂隙的种类,将其底板岩层划分为底板完整区、构造发育区及底板薄弱区,并针对底板不同划区,提出膏体充填工作面底板破坏分区防治技术措施。通过现场注水试验法对试验工作面底板破坏深度进行探测,结果显示试验工作面底板最大破坏深度在3 m左右。

摘要： 承压水上带压开采对于保护水资源和提高矿井采收率具有重要意义,工作面回采过程中底板破坏特征和裂隙演化规律是保证安全回采的前提。以山西某矿为试验矿井,采用分段注水、钻孔电视探测、微震技术对底板破坏深度进行研究,对工作面底板破坏裂隙演化进行数字化分析,并对采动底板破坏特征进行模拟研究,研究结果表明:缓倾斜中厚煤层底板破坏深度为31.6~34.4 m;工作面回采前裂隙发育程度低,回采后裂隙数量呈上升—下降—持平的形态分布;工作面回采前底板裂隙宽度以小于5 mm为主,采动后裂隙宽度以11~25 mm为主;随着工作面的推进,底板破坏并产生裂隙,继而裂隙宽度增加,并产生横向裂隙,底板近煤壁区域裂隙贯通,裂隙发育程度较高;底板垂直应力曲线呈“勺子”型分布且形成较大范围的塑性破坏区,是工作面开采易突水区域。

摘要： 为了评价王家岭煤矿2号煤层带压开采的安全性,在分析了井田奥灰含水层富水性特征、2号煤层底板隔水层的阻水能力、2号煤层开采底板扰动破坏带深度的基础上,采用突水系数法对2号煤层奥灰带压开采进行了评价。经分析研究,井田内2号煤层奥灰突水系数为0.010~0.048 MPa/m,均小于煤层底板受构造破坏地带的临界突水系数0.06 MPa/m,正常地段属于非突水危险区,构造地段属于突水威胁区,不存在突水危险区。

摘要： 针对鄂尔多斯盆地深埋条件下煤层采动底板扰动破坏深度难以确定的问题,分别采用“三下”规范经验公式、多元线性回归模型、塑性力学理论公式计算、数值模拟和钻孔窥视探测等方法,研究了煤层采动底板破坏深度。研究结果显示,数值模拟结果与实际探测窥视结果较为接近,但该方法流程复杂,应用难度较大;钻孔探测窥视结果为实测值,可信度最高,但施工及观测困难,不宜作为常用手段;而塑性力学理论公式计算结果与实际探测窥视结果基本一致,且计算方便,可适用于近距离深埋煤层底板破坏深度的计算,从而为采空区探放水设计及底板灾害防治工作提供理论依据。

摘要： 为深入揭示切顶沿空留巷底板破坏发育特征,掌握底板破坏发育规律,以澄合矿区董东煤矿50107工作面为研究对象,利用孔间电阻率成像、钻孔窥视、压水试验等综合探查手段对工作面沿倾向方向及垂直方向底板破坏发育特征与发育规律进行了研究。研究表明:沿倾向方向,切顶侧与未切顶侧底板破坏发育深度在工作面中部为8.0 m,最大破坏发育深度位于巷道两侧各自工作面边缘,分别为9.0 m与9.5 m,破坏发育深度呈现由工作面边缘向中部逐渐变小直至稳定的变化规律;沿垂直方向,自上而下整体裂隙以垂直裂隙为主,在不同岩性间的层间裂隙局部发育,采动裂隙发育至垂深8.7 m处,垂深10.9 m以下石英砂岩中发育边缘光滑、连通性较差的原生裂隙;切顶作用对于底板破坏发育的影响范围包含巷道两侧15 m范围以内,巷道两侧底板破坏发育深度有显著差别,切顶侧采空区底板最大破坏发育深度较未切顶侧有一定降低,减小幅度0.5 m,切顶作用在一定程度降低底板破坏发育深度;巷道两侧底板破坏发育深度不同的根本原因:顶板进行切缝卸压,在一定程度上阻断巷道两侧工作面顶板的应力传递,进而促使巷道及切顶侧工作面适当范围内的采动压力进一步减弱,在此效应的影响下切顶侧顶板垮落较为充分,采空区的重新压实限制底板垂向移动的自由空间,很好地抑制底板破坏深度的进一步发育。

摘要： 为研究长平矿3#煤、15#煤层底板破坏特征,以3#煤层5302首采面及其正下方15#煤层工作面采场条件为背景,3#煤层首采5302工作面及其正下方15#煤层工作面的多煤层开采为研究对象,运用FLAC3D计算软件进行底板岩体采动破坏特征模拟,分别得到了3#煤、15#煤层底板破坏深度,模拟结果表明:3#煤层底板破坏深度平均值约为18.7m,15#煤层约为21.4m.模拟结果对矿井下一步防治水工作的总体规划与布局提供可靠依据.

摘要： 为防治底板奥灰水害,底板破坏深度发育规律需要开展研究.在分析渭北煤田不同矿区地质特征的基础上,采用数值模拟、理论计算等手段综合剖析了澄合和韩城矿区的底板破坏深度发育规律.研究结果表明,韩城矿区11煤顶板坚硬,使得底板破坏深度较大,澄合矿区底板岩性组合多变使得底板破坏深度变化较大.

摘要： 为保证本煤层正常回采以及下部近距离煤层安全开采,须对采动底板破坏机制进行深入研究.以淮南某矿大倾角大埋深厚煤层开采为背景,建立了底板破坏力学模型,分别从沿走向和沿倾向的理论公式得出各自底板最大破坏深度,再比对结果确定整个工作面底板的最大破坏深度以及最大破坏深度出现的位置.通过在底板不同层位铺设测线,得到回采时垂直应力和剪切应力的分布情况及峰值大小曲线.将所得曲线进行对比分析,揭示了底板破坏过程应力分布规律以及峰值出现部位.其研究结果对于大倾角近距离煤层群的安全回采以及大倾角大埋深厚煤层底板承压水采煤工作面制定防治水措施具有指导意义和参考价值.

摘要： 将灰色BP神经网络和Flac3d数值模拟相结合,建立BP神经网络计算模型以及Flac3d数值模型.在对模型进行训练和校正的基础上,对煤层底板在采动后的破坏深度进行预测.目前，矿井开采已经向深部发展，确定底板破坏深度可以间接预测底板隔水层厚度，对突水预测具有重要影响。本文首先运用灰色BP神经网络预测底板采动后的破坏深度值，同时建立FLAC三维数值模型，分析底板受到采动的影响，为底板突水预测提供依据。

摘要： 为了指导深部大采高采矿条件下高承压水上煤层开采的防治水工作,保证带压开采的安全,底板破坏深度的预计及确定显得非常重要.本文基于赵固二矿11050工作面的工程实际,应用统计公式、断裂力学计算和塑性力学计算,并通过FLAC3D数值模拟和现场实测数据,验证研究适合深部大采高条件下的底板破坏深度的特点.根据研究结果:现有的统计计算公式及经验参数未充分考虑采高的影响或者只是以普通采矿条件为研究基础的,而塑性力学的计算结果与工程实际比较吻合,可以用作深部大采高的特殊开采条件下底板破坏深度的预计,该研究结果可以对深部大采高工作面承压水上煤炭资源开采产生积极的影响.

摘要： 煤层开采后底板岩层应力将重新分布，从而导致一定范围内的岩层移动与破坏，长期以来，对煤层开采引起的底板破坏特征研究大多局限于技术测试，本文采用数值模拟软件FLAC，模拟分析了煤层开采后底板破坏特征包括底板破坏深度和破坏形态，该研究成果对煤层底板围岩稳定性研究和底板巷道合理位置选择和支护设计具有理论指导意义，同时也可供涉及底板破坏深度、破坏形态及破坏范围的科学研究借鉴。

摘要： 为研究李家壕浅埋深煤层群协调开采时上位煤层开采对底板的破坏影响范围,为下位煤层开采的矿压控制和巷道布置提供依据,通过理论分析确定2-2中煤层开采的破坏深度为18.01～41.07m;然后采用GR地质雷达技术在3-1煤层回采巷道进行探测,并对所收集数据用专业分析软件进行了处理,得到了2-2中煤层开采对底板的影响深度为22m,并得到2-2中煤层开采时超前支承压力的影响范围为40m;最后通过FLAC3D数值模拟软件得到2-2中煤层开采的底板破坏影响深度为20m,煤壁支承压力峰值位于10m处,3-1煤层处接近原岩应力,受采动影响不大.综合分析结果表明,2-2中煤层开采对3-1煤层开采的矿压影响较小,其矿压由其上部15m左右岩层控制,但会对其巷道布置和维护产生影响,应选取合理的巷道位置及支护方式.

摘要： 本发明公开了一种双段式顶底板围岩破坏范围观测系统，属于矿山底板岩体破坏范围测定技术领域。其包括封堵系统、导向系统、测漏系统和推进供给系统，测漏系统包括第一连接管、第二连接管、第一转换开关及第二转换开关，第一转换开关和第二转换开关结构相同，其包括圆柱形腔室，在圆柱形腔室内设置有基体、滑动阀门和弹簧，基体上开设有导水孔二和导水孔三，滑动阀门上开设有导水孔一，滑动阀门可在圆柱形腔室内部自由滑动，导水孔一可分别与导水孔二、导水孔三形成两个独立导水通道。本发明能实现观测系统的一次封堵双段一次测量；还实现了同一水源下封堵胶囊的一次起胀，保证了封堵过程与探测过程封堵胶囊的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种矿山顶底板采动破坏带分段观测方法，属于岩体破坏范围测定技术领域。所用的观测系统包括测试探头、钻机、钻杆、控制操作台。测试探头包括前部封堵器、尾部封堵器、转换器和连通管，封堵器包括漏水管、连接在漏水管两端的接头和橡胶囊，橡胶囊包绕在漏水管外围，与漏水管之间形成一封堵空腔，外界水源注入所述封堵空腔起胀橡胶囊，与钻孔形成注水空腔。该测试装置可以利用同一外界水源完成封堵过程和测试过程，并实现高低水压可变控制，保证二者在各自的所需的压力下工作，消除钻杆与软管的缠绕问题，减少操作步骤和工作人数，提高推进测量效率。

摘要： 本发明公开了一种底板采动导水损伤破坏深度计算方法，包括：基于单轴试验、残余强度和封堵测漏的底板岩体采动损伤度计算；基于断裂力学、矿压控制和塑性力学的底板采动导水损伤破坏深度计算。本发明的方法不但融合室内单轴试验、采空残余强度和封堵测漏，也融合了断裂力学、矿压控制和塑性力学，其参数简洁明了易于获得，其结果准确使用易于应用。

摘要： 本实用新型提供了一种防止地下室底板防水卷材破坏的保护结构，属于建筑技术领域。它解决了现有技术存在着防水性差的问题。本防止地下室底板防水卷材破坏的保护结构设置在防水卷材与底板之间，包括呈板状且为混凝土材质的隔板，上述隔板上具有能增加其强度的加固结构，所述隔板上部还具有凸出的加强肋条，所述隔板下部与防水卷材面接触，上述底板抵靠在加强肋条上，所述隔板上具有若干贯穿的通孔。本防止地下室底板防水卷材破坏的保护结构防水性好。

摘要： 一种基于粘土基浆液超前注浆改性底板硬岩抑制采动破坏深度的方法，其在不改变采煤工艺的前提下，从降低或抑制采掘扰动对煤层底板的破坏深度或范围出发，利用地面或井下水平定向钻对原有采动破坏范围内的一定层位和厚度的岩层进行超前压裂，实现岩层中裂隙网络的贯通，然后在贯通裂隙网络中注入粘土基浆液，将原有岩层改性为粘土柔性地层，该柔性地层能够缓冲采动过程中超前支承压力在底板岩层中的垂向传递，从而实现抑制或降低底板破坏深度或范围，达到煤矿底板水害防治的目的。

摘要： 本发明涉及煤层底板破坏深度监测技术领域，提供一种采动煤层底板破坏深度监测方法，包括：根据煤层底板回采前后的裂隙发育情况和导水性确定导水破坏带，根据所述煤层底板回采前后的应变变化情况确定应力应变带，根据所述煤层底板回采前后的物性变化情况确定物性差异带；根据所述导水破坏带、所述应力应变带和所述物性差异带监测所述煤层底板在采动时的破坏深度。通过“点‑线‑面”的全空间、多参量的协同监测模式，可以将煤层底板划分为导水破坏带、应力应变带和物性差异带，有助于分析煤层底板在采动时的受影响程度，有助于监测煤层底板的破坏情况，有助于制定科学的危险性预测、安全性预测以及水害防治方案。

摘要： 本发明公开了一种对倾斜煤层采空区底板的破坏深度的计算方法，步骤为：构建倾斜煤层采空区底板应力求解模型；推导倾斜煤层采空区底板破坏范围和深度的求解公式；分析倾斜煤层采空区底板破坏深度的影响因素。本发明基于岩体断裂力学理论，构建倾斜煤层采空区底板应力求解力学模型，结合双剪强度准则，推导底板破坏深度求解公式，依据求解公式分析底板破坏形态及影响因素，得出底板破坏范围主要受工作面斜长、侧压系数、开采深度、煤层倾角、底板黏聚力和内摩擦角影响，工作面斜长、侧压系数、开采深度和底板内摩擦角与破坏深度呈正比；底板黏聚力与破坏范围呈反比；底板破坏深度随着倾角增大，先增加后减小，为倾斜煤层承压水防治提供理论依据。

摘要： 本申请涉及煤层压水试验技术领域，特别涉及一种底板破坏深度原位测试的便携式压水试验装置。该装置供水系统、手动加压系统和测试系统。供水系统为试验提供充足的水量，通过手动压水泵将水箱内水压入测试孔，通过压力表记录测试孔内的压力，根据孔内压力的变化情况来确定该底板测试段是否被破坏。本试验装置简易，操作简单，仅需观测孔内压力消散情况来判断底板测试段裂隙发育情况。

摘要： 本发明涉及煤层底板破坏深度监测技术领域，提供一种采动煤层底板破坏深度监测方法，包括：根据煤层底板回采前后的裂隙发育情况和导水性确定导水破坏带，根据所述煤层底板回采前后的应变变化情况确定应力应变带，根据所述煤层底板回采前后的物性变化情况确定物性差异带；根据所述导水破坏带、所述应力应变带和所述物性差异带监测所述煤层底板在采动时的破坏深度。通过“点‑线‑面”的全空间、多参量的协同监测模式，可以将煤层底板划分为导水破坏带、应力应变带和物性差异带，有助于分析煤层底板在采动时的受影响程度，有助于监测煤层底板的破坏情况，有助于制定科学的危险性预测、安全性预测以及水害防治方案。

摘要： 本实用新型涉及一种适用于微应变法测试底板破坏深度的装置，所述的数据采集站(6)通过信号传输线缆(5)连接两个以上的防水型微应变传感器(1)，防水型微应变传感器(1)由紧固带(15)捆扎在延伸导管(2)外侧；防水保护壳(1.2)包裹传统型微应变传感器(1.1)；多个空心直管(2.4)通过直通连接头(2.5)或者三通连接头(2.3)串联，进浆口(2.1)位于延伸导管(2)上部，延伸导管(2)下部的三通连接头(2.3)的侧口为出浆口(2.2)，可以对工作面进行连续监测，并能够确保浆液与钻孔周围岩体耦合的同时防止易损的传感器和信号传输线缆损坏，可以有效地提高工作面监测效率和连续性。