下组煤带压开采底板矿压破坏深度测试分析

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底板破坏深度试验

底板破坏深度试验方案一工作面底板破坏深度的观测（1）测试目的底板采动破坏深度测试是“山西煤矿一 5 煤开采奥灰水突水预测及防治技术” 的一部分，目的是为了更深入地掌握工作面底板岩体采动破坏特征和规律，科学评价山西煤矿一 5 煤层底板突水危险性，为正确制定防止底板突水事故技术措施提供基本依据。

（2）测试方法及原理在奥灰承压水上带压开采时，探测煤层底板破坏深度的诸方法中，钻孔注水法是最有效的方法之一，其方法实测成果直观、可靠；设备简单、操作方便、成本低廉；在河北的邯郸、开滦等大水矿区观测了近10 个工作面，取得了大量的实测资料，为这些矿区安全带压开采做出了贡献。

底板破坏深度测试的实质是在工作面周围选择合适的观测场所，例如可在相邻工作面的顺槽或可测工作面停采线或开切眼以外的巷道中开掘钻窝，向工作面上方或下方打俯斜钻孔，在工作面回采前和回采后分别向钻孔注水，测定钻孔的渗透性，以此来了解煤层底板岩层的破坏松动情况，在工作面回采前可以研究底板岩层的原始裂隙发育规律，在工作面回采后可以研究并确定煤层底板的破坏深度。

采用钻孔单段注水，注水压力应控制在适当范围，压力太小会导致注入的水无法有效渗流，参考国内外底板破坏深度测试实践，最小注水压力0.1 MPa 左右即可保证有效渗流。

而压力太大会破坏底板原有裂隙状态。

本设计采用水柱自重加压，测试装置见图2，测试时水箱内的液面始终保持离底板2 m的高度，钻孔垂深4〜14 m,因此水柱高度6〜16 m,压力为0.06〜0.16 MPa,基本介于0.1〜P i MPa之间，符合注水压力要求。

测试时先往水箱内加水，保持测试过程中溢流口始终有水流出，然后开启测试钻孔相应管路上的阀门开始注水，观察流量计读数，待流量稳定后记录数据，关闭阀门。

(3)测试系统布置测试系统布置详见图4。

在54002工作面上巷煤壁前方80 m处布置钻机硐室，硐室规格：长x宽乂高= 6m x 3 m x 3 m,在硐室内分两排共打8个注水测试钻孔，要求所布置的钻孔孔底之间的距离尽可能大。

受开采方式影响下的采场底板破坏特征试验分析

模拟试验方案二院逐层开采袁先上后下袁即先开采 A 3袁待覆岩稳定后再开采 A 1 袁3 灰中压力水袋布置与方案一中相同遥 2.2 试验过程
本次试验主要按模型铺设尧试验准备和承压水上开采 3 个阶段进行遥
在模型铺设阶段袁首先调整好模型架袁将一定比例的各种相似材料铺在模型中模拟实际岩层袁各岩层之间用云母粉加以分隔袁为实现含水层上开采的承压效果袁在 C3 灰岩层中安设压力水袋遥在试验前准备阶段袁用白色涂料将模型表面粉刷袁并用黑色墨线标出 5 cm ×5 cm 的网格袁可以更好的监测煤层开采后采场围岩变形破坏过程遥
ence. Keywords: Fluid-structure interaction 曰 Stope floor 曰 Sim ilar m aterial sim ulation 曰 Crack
0引言
华北石炭二叠系煤田是我国重要的产煤区之一袁这部分煤炭产区最下部煤组底板赋存有丰富的太原组灰岩含水层及奥陶纪灰含水层袁一般与煤层间距 30 ~ 1 00 m 袁容易形成底板突水遥承压水上煤层开采的主要方法有 2 种[1 ]院一是强力抽水卸压曰二是工作面承受一定水压力进行开采遥为减少对煤层底板扰动破坏袁降低开采强度是行之有效的方法之一[2]袁对于厚煤层袁采用分层开采可以减小采动应力对煤层底板的影响程度袁底板隔水层破坏深度也会减少袁这方面理论及实践研究成果较丰富[3-6 ]袁但 2 种行对比研究遥
1冤工作面采用不同开采方式时袁底板产生裂隙时间不同袁但产生裂隙的方位和裂隙的类型大体一致袁基本在采空区中部袁岩层受拉产生竖直方向的张开裂隙曰随工作面推进距离增加袁底板应力卸载程度及卸载压范围增大袁在含水层附近沿层理方向出现顺层裂隙袁在停采线位置袁顺层裂隙斜向上发育形成穿层裂隙遥

采动条件下煤层底板破坏深度测试

采动条件下煤层底板破坏深度测试1：底板破坏一般规律煤层底板岩层采动破裂过程主要包括两个方面；一、工作面影响范围内，破裂发育的最大深度位置。

二、在采动的过程中什么时候破裂发育的深度最大。

2：测试方法（通过钻孔压水）首先在需要试验的地段首先进行钻孔，然后留下测试段封闭钻孔其余部分或是采用止水塞隔离出测试段，最后利用水泵进行压水测试、记录。

室内数值试验就是利用现有或是采集的岩体力学参数，建立地质模型，开挖，后计算分析。

3：试验方法现场测试采用两种压水方法，来进行压水测试。

一：单栓塞隔水试验。

二：双栓塞分段隔压水试验。

1、单栓塞压水试验单栓塞压水试验就是把测试段置于钻孔底部，测试段裸孔，非测试段下套管，进行压水试验。

2、双栓塞分段压水试验双栓塞分段压水试验就是把测试段两端封闭，对测试段进行压水试验。

底板岩层在采动压力下发生破裂，测试段长度约2m。

压水试验压力P=0.2MPa，压水时间为15min~25min，观察每隔5min记录一次表格如下：测试装置：试验步骤:1接好测试仪器.2接上通杆下入止水塞到测试段.3止水塞加压.4压水观测.5止水塞泄压.6重复第二步骤，开始下一测试段测试.7直至测试结束，起初通杆、止水塞.各步骤要求：1、接好测试仪器：按照图3-5示意，接好测试测试仪器。

注意；压力表1的量程为来水压力的2~4倍，压力表2的量程为设计压水压力的2~4倍。

2、接上通杆下入止水塞到测试段；注意：连接过程中，通杆和通杆之间及通杆和止水塞之间利用螺丝连接，在连接及测试过程中尽量不要反向转动，否则可能会引起止水塞掉落。

关闭全部阀门，准备开始测试。

3、止水塞加压：在止水塞确认下入预定测试段位置后，止水塞开始加压。

加压过程；打开阀门1、4，止水塞开始加压，压力表3的压力为 1.5~2MPa时，加压结束，关闭阀门4。

若止水塞的压力小于1.5MPa，在压力泵内加水对止水塞加压。

4、压水观测：当止水塞封闭后，开始压水。

煤层工作面开采后底板扰动破坏深度探查方法

［摘
Ｏ引言
朝川矿一井位于河南汝州，开采二叠系山西
组二煤层。属于水文地质条件极复杂矿井，自上世纪７０年代建设开采以来，曾多次发生回采工作面底板承压水突水事故］。由于煤层开采引起的矿山压力作用，必定造成底板岩层遭到扰动破坏
有随深度增加岩溶发育减弱趋势。据勘探、补勘抽
１回采工作面特征
二，一２１０９０回采工作面位于一井二水平暗
水试验资料，该含水层渗透系数０．１３７１４．４ｍ／ｄ，单位涌水量０．０４１４ — ２３．９８Ｕｓ・ｍ，属强含岩含水层联
主、副斜井以东，北部为未采动区，南部为采空区。工作面走向长７５２ｍ，倾斜宽１８０Ｉｌｌ，煤层平均厚度３．８ｍ，倾向３３７。～３５９。，平均倾角１８。左右。井
而产生大量的裂隙，其破坏影响的厚度即为 “ 底板破坏深度 ” 。在底板扰动破坏深度范围之内，岩层其连续性和隔水性受到破坏，当裂隙与深部的承压水导升带沟通时，则必然发生底板突水事故。矿井长期以来未取得煤层底板扰动破坏深度数据，多借鉴采用“ 统计公式法” ｌ２计算得出，是否与朝
煤层工作面开采后底板扰动破坏深度探查方法

底板破坏深度试验

底板破坏深度试验方案一工作面底板破坏深度的观测（1）测试目的底板采动破坏深度测试是“山西煤矿一5煤开采奥灰水突水预测及防治技术”的一部分，目的是为了更深入地掌握工作面底板岩体采动破坏特征和规律，科学评价山西煤矿一5煤层底板突水危险性，为正确制定防止底板突水事故技术措施提供基本依据。

（2）测试方法及原理在奥灰承压水上带压开采时，探测煤层底板破坏深度的诸方法中，钻孔注水法是最有效的方法之一，其方法实测成果直观、可靠；设备简单、操作方便、成本低廉；在河北的邯郸、开滦等大水矿区观测了近10个工作面，取得了大量的实测资料，为这些矿区安全带压开采做出了贡献。

而压力太大会破坏底板原有裂隙状态。

本设计采用水柱自重加压，测试装置见图2，测试时水箱内的液面始终保持离底板2 m的高度，钻孔垂深4～14 m，因此水柱高度6～16 m，压力为0.06～0.16 MPa，基本介于0.1～p MPa之间，符合注i水压力要求。

（3）测试系统布置测试系统布置详见图4。

在54002工作面上巷煤壁前方80 m处布置钻机硐室，硐室规格：长×宽×高＝6m×3 m×3 m，在硐室内分两排共打8个注水测试钻孔，要求所布置的钻孔孔底之间的距离尽可能大。

柳林矿区4^#煤层底板井下矿压破坏带深度实测研究

第２７卷１２期２０１５年１２月
ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７４ — １８０３．２０１５．１２．０８文章编号：１６７４ — １８０３（２０１５）１２ — ００３３ — ０３
ｗｅｓｔｅｒｎｐａｒｔｃｏａｌｓｅａｍｓｒｅａｍｏｓｔｌｙｕｎｄｅｒｔｈｅｋａｒｓｔｗａｔｅｒｌｅｖｅｌ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｌｏｆｏｒｐｒｅｓｓｕｒｅｃａｎｂｅ５ＭＰａａｓｈｉｇｈ，ａｎｄｔｈｕｓｉｓｓｕｅｓｉｎｍｉｎｉｎｇｕｎｄｅｒｓａｆｅｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆａｑｕｉｆｅｒａｒｅｐｒｏｍｉｎｅｎｔ．Ｔｏｉｆｎｄｏｕｔｌｆｏｏｒｆｒａｃｔｕｒｅｚｏｎｅｄｅｐｔｈｄｕｉｒｎｇｔｈｅｃｏａｌｓｅａｍｍｉｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｂａｓｉｓｆｏｒｍｉｎｉｎｇｕｎｄｅｒｓａｆｅｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｉｎｔｈｅｎｏｔｒｈｅｒｎ，ｍｉｄｄｌｅａｎｄｓｏｕｔｈｅｒｎｐａｔｓｒｔｏｔａｌｌｙｓｅｌｅｃｔｅｄ３ｐｏｉｎｔｓｃａｒｉｒｅｄｏｕｔ

矿山压力对煤层底板破坏深度的数值分析

１４西安科技大学学报２００７生图３底板破坏演化过程之一Ｆｉｇ．３Ｆｉｒｓｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｌｏｏｒｂｒｅａｋａｇｅ图６底板破坏演化过程之四Ｆｉｇ．６Ｆｏｕｒｔｈｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｌｏｏｒｂｒｅａｋａｇｅ图４底板破坏演化过程之二Ｆｉｇ．４Ｓｅｃｏｎｄｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｌｏｏｒｂｒｅａｋａｇｅ图７底板破坏演化过程之五Ｆｉｇ．７Ｆｉｆｔｈｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｌｏｏｒｂｒｅａｋａｇｅ图５底板破坏演化过程之三Ｆｉｇ．５Ｔｈｉｒｄｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｌｏｏｒｂｒｅａｋａｇｅ图８底板破坏演化过程之六Ｆｉｇ．８Ｓｉｘｔｈｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｌｏｏｒｂｒｅａｋａｇｅ２．２．３底板破坏深度煤层底板破坏是一个十分复杂的问题，通过用Ｆ—ＲＦＰＡ２０软件对城郊煤矿２１１３工作面的数值模拟结果表明，超前支承压力对底板的破坏深度约为１１ｍ，老顶初次来压对底板岩层的破坏深度约为１４ｍ，周期来压对底板岩层的破坏深度大约为１２ｍ。

３结论１）老顶的初次垮落步距为２４ｍ，周期性垮落步距为２０ｍ。

２）城郊煤矿在开采过程中，矿山压力对底板的破坏深度范围在１１～１４ｍ。

３）老顶初期来压对底板岩层的破坏深度最大，在此处最易发生突水事故；周期性来压对底板岩层破坏深度较前者小，在此处突水几率次之；在非来压过程中矿山压力对底板破坏深度最小，突水几率最低。

参考文献Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ虎维岳．矿山水害防治理论与方法［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社，２００５．ＨＵＷｅｉ·ｙｕｅ．Ｔｈｅｏｒｙａｎｄｍｅａｓｕｒｅｏｆｍｉｎｅｗａｔｅｒｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｕｒｅ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｉｎａＣｏａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＨｏｕｓｅ，２００５．周笑绿，杨国勇，郑世书．东滩矿３煤顶板突水的影响因素［Ｊ］．采矿与安全工程学报，２００６，２３（３）：２８１－２８４．ＺＨＯＵＸｉａｏ－Ｉｖ，ＹＡＮＧＧｕｏ—ｙｏｎｇ，ＺＨＥＮＧＳｈｉ—ｓｈｕ．ＩｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｗａｔｅｒｂｕｒｓｔｉｎｔｈｅｒｏｏｆｏｆＮｏ．３ｓｅａｍｉｎＤｏｎｇｔａｎｃｏａｌｍｉｎｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｉｎｉｎｇ＆ＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６，２３（３）：２８１—２８４．施龙青，朱鲁．矿山压力对底板破坏深度监测研究［Ｊ］．煤田地质与勘探，２００４，（６）：２０—２３．ＳＨＩＬｏｎｇ－ｑｉｎｇ，ＺＨＵＬｕ．Ｍｏｎｉｔｏｒｓｔｕｄｙｂｒｏｋｅｎｆｌｏｏｒｄｅｐｔｈｃａｕｓｅｄｂｙｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅ［Ｊ］．ＣｏａｌＧｅｏｌｏｇｙ＆Ｅｘｐｌｏｒａ－ｔｉｏｎ，２００４，（６）：２０—２３．高航，孙振鹏．煤层底板采动影响的研究［Ｊ］．山东矿业学院学报，１９８７，（１）：１２—１７．ＧＡＯＨａｎｇ，ＳＵＮＺｈｅｎ·ｐｅｎｇ．Ｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍｉｎｉｎｇｃｏａｌｆｌｏｏｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９８７，（１）：１２—１７．李抗抗，王成绪．用于煤层底板突水机理研究的岩体原位测试技术［Ｊ］．煤田地质与勘探，２００３，（３）：３１－３３．ＬＩＫａｎｇ－ｋａｎｇ，ＷＡＮＧＣｈｅｎｇ—ｘｕ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅｓｔｒｅｓｓｏｆｒｏｃｋｉｎａ８￥ｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｗａｔｅｒ·ｉｎｒｕｓｈｆｒｏｍｃｏａｌｆｌｏｏｒ［Ｊ］．ＣｏａｌＧｅｏｌｏｇｙ＆Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，２００３，（３）：３１－３３．唐春安，王述红，傅宇方．岩石破裂过程数值试验［Ｍ］．北京：科学出版社，２００３．（下转第６０页）１ｊ●１Ｊ１Ｊ１Ｊ１Ｊ１Ｊｎ心口ｌ！Ｊｂ№矿山压力对煤层底板破坏深度的数值分析作者：刘洋， LIU Yang作者单位：煤炭科学研究总院西安研究院,水文地质研究所,陕西,西安,710054刊名：西安科技大学学报英文刊名：JOURNAL OF XI'AN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2008,28(1)1.齐黎明;林柏泉;支晓伟基于RFPA-Flow的马家沟矿突出数值模拟[期刊论文]-西安科技大学学报 2006(02)2.唐春安;王述红;傅宇方岩石破裂过程数值试验 20033.李抗抗;王成绪用于煤层底板突水机理研究的岩体原位测试技术[期刊论文]-煤田地质与勘探 2003(03)4.高航;孙振鹏煤层底板采动影响的研究 1987(01)5.施龙青;朱鲁矿山压力对底板破坏深度监测研究[期刊论文]-煤田地质与勘探 2004(06)6.周笑绿;杨国勇;郑世书东滩矿3煤顶板突水的影响因素[期刊论文]-采矿与安全工程学报 2006(03)7.虎维岳矿山水害防治理论与方法 2005本文链接：/Periodical_xakyxyxb200801003.aspx。

后沟煤矿煤层开采后的底板“下三带”破坏深度分析

0 引言
煤层开采后，底板会出现变形破坏，简称“下三带 ”，其破坏范围和深度值会严重影响煤矿生产安全，因此，必须掌握其破坏状况和相应参数。在回采工作面或者井下大巷布置钻孔、注水观测技术探测煤层底板破坏深度范围，形成有效的探测空间，进而研究模拟煤层开采前后底板的变形规律和深度范围，是比较成熟的技术之一，具有高精度、施工简单的优势，能很好地分析煤层开采后底板的变形和破坏规律，为矿井安全提供必要的数据基础。
1 “下三带”的形成及破坏方式
“下三带”是在井下巷道掘进和工作面采动过程中工作面和巷道周围岩体的变形破坏，是煤层采后诱发应力重新分布的必然结果。煤层底板一定深度范围内岩体的应力改变，会使得岩体发生位移变形。矿压扰动破坏带、有效隔水带和潜越导水带，统称为“下三带”。
根据“下三带”理论，岩层连续遭到破坏，其导水性因裂隙的产生而发生明显改变。促使导水性明显改变的裂隙在空间分布范围内，称为底板导水破坏带；自开采煤层底板至导水裂隙分布范围最深部边界的法线距离，称为“下三带破坏深度”[1]。
2019 年第 6 期（总第 165 期）
2019 年 6 月
实践运用
后沟煤矿煤层开采后的底板“下三带”破坏深度分析
崔晨
（阳煤集团景福煤业有限公司，山西寿阳 045400）
摘要：井工煤矿开采后，由于矿压等因素，煤层底板会出现不同程度的变形破坏（简称为“下三带”），进而降低底
板隔水岩柱的原生强度和厚度。这对于受奥灰岩溶水威胁的矿井，势必会加大矿井突水的危险。为了解决这个问题，采
用现场观测试验法，井下工作面钻孔、连续注水观测的方法，成功查清了后沟煤矿煤层底板破坏深度的问题。
关键词：下三带；底板；破坏深度；注水观测

泗河煤矿下组煤底板承压水带压开采评价

一
行３次抽水，群孔１次，单孔２次。抽水资料：单位涌
水量０．０９８７～１．８３４Ｌ／ｓ・ｎ，ｉ水质类型：重碳酸硫酸钙镁型水，矿化度：０．４８７～０．４９９Ｌ。地下水循环条件好。本井田奥灰富水性中等～强，位于矿井主采
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｍｉｎｉｎｇｏｆｌｏｗｅｒｃｏａｌｇｒｏｕｐｈａｓｂｅｅｎｔｈｒｅａｔｅｎｅｄｗｉｔｈｔｒｏｕｂｌｅｄｌｆｏｏｒＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｌｉｍｅｓｔｏｎｅｗａｔｅｒ，ＳｉｈｅＣｏａｌＧｒｏｕｐｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｗｉｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅａｒｅａｎｌｙａｚｅｄ，ｐｒｏｖｅｄｍｉｎｅｌｏｗｅｒｃｏａｌｓｅａｍｍｉｎｉｎｇｗｉｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｆｅａｓｉｂｌｅ．Ａｔｔｈｅ
ＦｕＺｈｅｎｇ — ｙｉ，ＬｉＹａ — ｍｉｎ，ＣｈｅｎＹｉｎｇ
（ＷｅｉｓｈａｎＬａｋｅＭｉｎｉｎｇＧｒｏｕｐＳｉｈｅＣｏａｌＭｉｎｅ，ＳｈａｎｄｏｎｇＷｅｉｓｈａｎ２７２ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５— ２８０１．２０１４０２．５８

煤层底板破坏深度研究

围，板应力变化较大，底埋深大于１．ｍ范围，板应５０底力变化较弱。
从应力增加和减少两个阶段可以看出，埋深６０、．ｍ
作者简介：徐建国（９６一），，１６男山东高唐人，９９年毕业于山东１８科技大学，副总工，工程师，从事矿井水文地质、水害防治方向的管理
由于开采过程中应力监测难以进行和底板破坏深度难以直接测量。
２煤层底板应力与底板位移实测
３１回采工作面推进过程中底板应力的变化．在工作面顺槽安装应力监测传感器，分别安装在底板以下６０１．ｍ、４０２．ｍ，回采工作面．ｍ、００１．ｍ、２０距

巷道开挖后改变了围岩的原岩应力状态，引起应力的重新分布，ｌ示为井下巷道开挖后应力的重图所新分布状况。
巷道开挖前
＋ ● ● ● ● ● ‘ ● ● ●
图ｌ井下巷道开挖引起的应力重新分布示意图
从图１中可以看出，由于巷道开挖后引起应力重
和研究工作。
１６２
夯．蒺科技
２９第６０年期０
浅谈掘进机液压系统污染控制
史学嵩，王
摘要
琦，洪宝王
２１２）７２１
（东新汶矿业集团协庄煤矿，东新汶山山
本文阐述了掘进机液压系统污染的危害与原因，同时阐述了液压系统安装、输、用过程中的污染控制。运使
１７开始监测读数，０ｍ，采过１ｍ时监测结束。６受工作面回采的影响，布置在巷道底板以下不同深度应力传感器的应变量均发生了变化，埋深不同，应力变化的幅度不同，动对底板应力影响的程度与监采测应力传感器距回采工作面的距离密切相关。随着工作面的推进，底板应力变化分为四个阶段：（）１应力响应阶段：距工作面的距离大于２ｍ，０工作面回采对底板应力影响的开始阶段，应力开始显现，但显现较弱，应力增加的幅度很小。（）２应力增加阶段：工作面的距离一般为２距Ｏ～２工作面回采造成底板应力明显增加，ｍ，水平应力与垂直应力均显著增加，并达到最大增加值。（）３应力减小阶段：工作面的距离一般为２～距１ｍ，０工作面回采造成底板嘘力明显减小，水平应力由压应力变为拉应力，直应力明显减小。由受水平垂挤压发展为受水平引张的应力状态，引起底板岩体产生节理或裂隙等结构面，导致底板发生破坏。（）４应力恢复阶段：作面推过应力传感器１ｍ工０后，应力由减小变为增加，应力开始呈恢复趋势。３２底板以下不同深度应力变化．

煤层底板破坏深度现场测试与数值模拟对比研究

煤层底板破坏深度现场测试与数值模拟对比研究黄欢;刘其声;姬亚东【摘要】On the basis of borehole sectional water injection test principle, designed CS-4, CS-5 and CS-6 three boreholes, using bore⁃hole double ended water plugging equipment carried out coal floor failure depth test for coal 6U No.01 working face in Huangyuchuan coalmine, Jungar coalfield;the site measured failure depth is 34.9m. Meanwhile, using FLAC3D numerical simulation software, simulat⁃ed working face mining stress distribution pattern, plastic zone distribution, floor rock displacement features and floor failure depth un⁃der different cut widths during mining process. The result has shown that the floor failure depth is 36m from numerical simulation, kept accord with site measured. Floor failure depth increasing with increasing of working face cut width;until the width increased to 250m the increasing amplitude will be lowered. So that the working face large cut width will intensify floor failure extent.%以钻孔分段注水试验的原理，设计CS-4、CS-5、CS-6共3个测试钻孔，采用钻孔双端堵水设备对准格尔煤田黄玉川矿6上01工作面进行底板破坏深度测试，现场实测其破坏深度为34.9 m。

煤层底板破坏带深度研究及其对带压开采的影响

煤层底板破坏带深度研究及其对带压开采的影响侯晓瑞【摘要】以斜沟煤矿8#煤层18101和18102综采工作面为研究对象,运用现场钻探压水试验、瞬变电磁探测和数值模拟3种方法,对8#煤层开采后底板破坏带深度进行了综合测试分析计算.结果表明,煤层开采所引起的18101工作面底板破坏深度为31 m,18102工作面底板破坏深度为32 m,并以此预计13 #煤层底板破坏深度为31.6 m.采用突水系数评价体系和底板隔水层分析,综合评价斜沟煤矿带压开采条件下煤层相对安全,13#煤层在ZK25-2、SK9、ZK15524、0505钻孔附近底板隔水层厚度值与底板破坏带深度值相接近,面临底板奥陶系灰岩岩溶水突水风险,在防治水工作中应采取注浆加固等安全措施.【期刊名称】《山西焦煤科技》【年(卷),期】2016(040)011【总页数】6页(P44-49)【关键词】底板破坏深度;突水系数;隔水层厚度;带压开采【作者】侯晓瑞【作者单位】西山煤电集团公司地质处,山西太原030053【正文语种】中文【中图分类】TD745随着煤矿开采深度的不断增加，带压开采已经成为受底板岩溶水威胁矿井普遍应用的一种采煤方法[1]，破坏带深度是进行带压开采和底板突水研究的重要参数之一[2]. 刘天泉[3]运用弹塑性力学理论和相似材料模拟结合的库伦—摩尔强度理论和Griflith理论，推导出了底板采动最大破坏深度和预测底板所能承受的极限水压力公式。

李白英等[4]在现场观测的基础上提出了“下三带”理论。

王作宇等[5]根据矿区现场观测资料，提出了底板移动的原位张裂和零位破坏理论，该理论引用了塑性滑移线场理论分析了采动底板的最大破坏深度。

本文运用现场探测技术手段和数值模拟方法，经过综合分析确定底板采动破坏带的深度，通过突水系数及隔水层厚度分析综合评价斜沟煤矿带压开采条件，为危险区域制定有针对性的防治底板岩溶水措施提供理论依据和指导。

斜沟煤矿位于河东煤田北部，总面积为88.643 5 km2，矿井主(可)采煤层位于石炭系太原组和二叠系山西组，开采标高为+350～+1 046 m. 矿区内奥灰岩溶水水位标高在+850～+854 m，大部分区域奥灰水位标高高于煤层底板标高，面临着带压开采问题。

泉店煤矿煤层底板破坏深度规律测试研究

泉店煤矿煤层底板破坏深度规律测试研究摘要：底板破坏深度是影响到深部采区底板水害治理的关键指标之一，直接影响矿井防治水技术路线的确定及防治水措施的实施，是今后深部采区确定底板加固范围、突水危险性分析的关键依据。

关键词：底板破坏深度；底板水害；采动影响1引言煤层开采后顶底板的破坏发育规律探测与研究一直是煤矿安全生产十分关注的问题，正确确定底板采动破坏深度是精确预测底板阻水能力的首要条件。

特别是在受煤层底板水害威胁较为严重的煤层开采过程中，更应注意对开采后底板破坏规律的探测研究。

20世纪80年代以来，全国已进行了许多有关底板采动破坏的现场观测[1~3]。

本次研究采用钻孔注水、钻孔窥视进行了底板采动破坏过程的连续探测研进行动态数据采集与处理，可为安全开采及矿井水的防治提供更加科学的参数依据。

2测试目的2020年，泉店煤矿已经在21采区回风下山、皮带下山和轨道下山三条下山巷道掘进前通过区域治理对太原组上段L7～L9灰岩进行了注浆加固。

在21采区范围内二1煤对L9灰的突水系数为0.01～0.49MPa/m，平均为0.17MPa/m；二1煤对太原组下段灰岩含水层的突水系数为0.06～0.16MPa/m，平均为0.10MPa/m；二1煤对寒灰的突水系数为0.04～0.09MPa/m，平均为0.07MPa/m。

基于目前的水文地质资料分析泉店煤矿21采区多数区域突水系数超过0.06MPa/m。

今后随着采深增大，二1煤底板岩溶裂隙水对开采安全的影响将更加显著。

由于二1煤向深部开采后底板岩溶含水层水压将越来越高。

根据21采区经验，即使通过区域治理，底板太原组灰岩段也可能局部含水。

同时，由于本矿构造分布的影响，二1煤层厚度较大，底板开采破坏可能存在波及既有构造或底板局部含水区域的情况。

同时，根据既有研究经验，煤层底板破坏深度主要受采深影响，而二1煤层埋深-300～-1100m，底板破坏深度可能存在一定的差异性。

综合以上情况，泉店煤矿亟需在深部采区开采前掌握二1煤底板破坏的基本规律，为隐蔽致灾因素普查和开采设计提供直接参数。

带压开采工作面底板破坏深度研究及突水危险性预测

带压开采工作面底板破坏深度研究及突水危险性预测赵东;沈浩洋;陈振亚;王跃伟【摘要】为有效防治采动影响导致的底板突水事故,采用塑性理论及经验公式分析计算了带压开采工作面底板破坏深度,并进行了突水危险性预测.根据平煤股份十矿24130工作面己18煤层的埋藏特征,通过大量的现场实测和理论分析,绘制出了工作面底板破坏带的分布形态图,计算出了采动引起的底板最大破坏深度为11.7m,底板有效隔水层厚度为44.3 m,正常地质条件下不会对工作面回采造成影响,但不排除在断裂构造和寒武系灰岩水高水头压力的共同作用下,底板灰岩水可能通过构造破碎带或隔水层相对较薄的地方融入采煤工作面,造成突水事故的发生.提出了区域治理采用疏水降压、局部治理采用物探结合钻探、断裂构造附近采用注浆加固以及回采前完善工作面防排水系统、回采过程中加强水文地质巡查工作等一系列具体的防治水措施,保证了己18煤层的的安全开采.【期刊名称】《中国煤炭》【年(卷),期】2017(043)011【总页数】5页(P106-110)【关键词】带压开采;承压水;破坏深度;突水危险性预测;注浆加固【作者】赵东;沈浩洋;陈振亚;王跃伟【作者单位】平顶山天安煤业股份有限公司十矿,河南省平顶山市,467000;武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北省武汉市,430081;平顶山天安煤业股份有限公司十矿,河南省平顶山市,467000;平顶山天安煤业股份有限公司十矿,河南省平顶山市,467000;平顶山天安煤业股份有限公司十矿,河南省平顶山市,467000【正文语种】中文【中图分类】TD742.2我国许多煤矿普遍存在奥陶纪灰岩或寒武系灰岩厚度大、裂隙岩溶发育、富水性好、补给充沛、水压高等问题，矿井底板突水事故发生频繁。

工作面开采后，煤层底板岩层的原始应力状态发生破坏，采空区周围应力集中，底板应力作用使底板岩层产生各种裂隙，裂隙部分岩层将丧失隔水能力。

在底板带压开采条件下，煤层底板破坏将减小隔水层厚度，进而降低底板隔水能力，增加底板突水危险性。

采动条件下底板岩层破坏深度动态测试研究及应用

第５０卷第１０期
煤炭工程
Ｃ０ＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏ１．５０．Ｎｏ．１０
ｄｏｉ：１０．１１７９９／ｃｅ２０ｌ８１００２２
采动条件下底板岩层破坏深度动态测试研究及应用
孔皖军，郑根源，国伟，吴寒，史志国
（鄂尔多斯市华兴能源有限蒙古准格尔矿区采动条件下底板灰岩水的突水威胁问题，现场通过钻孔植入方式布置一套光纤传感探测系统和一套电阻率ＣＴ法探测系统，在采动条件下对工作面底板破坏 “两带” 高度进行精细化探测。研究结果表明：结合光纤传感技术及电阻率ｃＴ探测技术综合判断底板破碎带高度为１５ｍ，导水裂隙带高度为３２ｍ。该工作面底板破坏 “两带” 高度探查结果不仅为底板防治水工作提供了重要的依据．而且对整个相似地层条件的矿区提高煤炭资源安全高效生产有着重要指导意义
ＫＯＮＧＷａｎ—ｊｕｎ．ＺＨＥＮＧＧｅｎ—ｙｕａｎ，ＧＵＯＷｅｉ，ｗｕＨａｎ，ＳＨＩＺｈｉ—ｇｕｏ
（ＥｒｄｏｓＨｕａｘｉｎｇＥｎｅｒｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｏｒｄｏｓ０１７０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｆｌｏｏｒｌｉｍｅｓｔｏｎｅｗａｔｅｒｔｈｒｅａｔｉｎＺｈｕｎｇｅｅｒＭｉｎｉｎｇＡｒｅａｉｎＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ，ａｎｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄａｓｅｔｏｆｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙＣＴｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｉｎｓｔａｌｌｅｄｉｎｔｈｅｄｒｉｌｌｈｏｌｅ，ｗｈｉｃｈｗａｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｐｒｅｃｉｓｅ

带压开采下组煤底板采动破坏深度现场实测及模拟

带压开采下组煤底板采动破坏深度现场实测及模拟李先贵;李凯【期刊名称】《西安科技大学学报》【年(卷),期】2014(034)003【摘要】以团柏煤矿10#煤层10115综采工作面作为工程背景,研究带压开采下组煤10#煤层底板采动破坏深度.通过对开采前后煤层底面下不同深度岩石段开展压水试验,测取不同水压下的进(侵)水量,获得了大量的压水实测数据,同时采用F-RFPA2D分析系统模拟整个采场开挖对底板隔水岩层采动破坏规律及其深度,最后将现场实测数据与数值计算结果进行对比分析.研究表明,煤层开采所引起的底板直接破坏深度为9.5m,底板采动最大破坏深度为12 m左右;运用F-RFPA2D模拟分析得出,老顶板初次来压步距为40 m,周期来压步距在12 ～ 16 m,当工作面推进至84 m时,底板破坏深度达到最大值12 m,该结果与现场测试结果基本吻合,同时验证了实测数据的可靠性和有效性.综合结果分析可知,团柏煤矿10#煤层底板采动破坏最大深度为12 m,该结论可为团柏煤矿带压开采下组煤水害防治提供参考依据和科学指导.【总页数】7页(P261-267)【作者】李先贵;李凯【作者单位】霍州煤电集团有限责任公司,山西霍州031400;中煤科工集团西安研究院,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TD322.1【相关文献】1.工作面采宽与煤层底板采动破坏带深度关系数值模拟分析 [J], 朱开鹏;黄选明;刘洋2.带压开采煤层底板破坏深度理论分析及数值模拟--以陕西澄合矿区董家河煤矿5号煤层为例 [J], 李昂;谷拴成;陈方方3.葛泉矿带压开采下组煤底板破坏深度探测研究 [J], 徐玉增4.煤层底板破坏带深度研究及其对带压开采的影响 [J], 侯晓瑞5.下组煤带压开采底板矿压破坏深度测试分析 [J], 苑志敏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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２２０年第２０期
河北煤炭
下组煤带压开采底板矿压破坏深度测试分析
苑志敏
（台矿业裴日邢１章村矿．北邢台河０４０）５１３
摘要：村矿下组煤带压开采底板矿压破坏深度测试，用钻孔应力法。观测分析其呆动压力交化章采规律，定底板破坏深度，确以及采动影响的超前压力距离。为９煤带压开采提供了技术依据。
河北煤炭
凝剂）灌密实，过１ｄ凝固，可进行现场观浇经～２即角均无明显变化。
２０年第２０２期
测（２。观测孔技术参数见表１图）。
表１观测孔技术参数
二＝鬟主＼／＼：小力＾／一最／＼应＾
ＹＵＡＮｈＺｉ— ｍｉｎ
邢台矿业集团章村矿三井承压奥灰水试采９煤１年，未发生奥灰水突入矿井事故。目前该矿井４ ±０水平以上煤炭资源已近枯竭，备延伸开采一准１０平，着开采深度的增加，灰水压逐渐增５水随奥大，为了正确评价９煤底板岩层的抗阻水性和承压奥灰水的能力．对地质水文条件研究分析．经确定在三井３１６工作面开采过程中进行实际测试底板破９２坏深度。为今后矿井延伸带压开采可行性作出科学评价，以及对回采过程中底板超前压力的影响距离
３４ｍ，均３３ｍ，角５～３。平均１。煤层稳．０平２倾０，，８定。回采方法为走向长壁式一次采全高，冒落法管理顶板。９煤之上有一层厚０７．ｍ泥岩伪顶，伪顶之
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关键词：组煤；压开采；板破坏；试分析下带底测中圈分类号：Ｄ２Ｔ８文献标识码：Ｂ文章编号：０７０３２０）２０５３１０ —１８０２０ —０２ —０ｃ
Ｔｓｎｎｌｓｓｏｌｏｕｔｒｅｔｎｅｒｓｕｅｉｏｒｓａｅｔａｄａａｙｉｎｆｒｒｐｕｅｄｐｈｕｄｒｐｅｓｒｎｌｗｅｅｍｏ
提供安全可靠的支护依据。
上为厚１．ｍ砂质泥岩（接顶）再往上为厚３５６３直，ｍ
大青灰岩（老顶）煤层直接底板为厚３４ｍ铝土质；５泥岩。奥灰顶面距主采９号煤底板平均厚度３ｍ，２是开采９构成威胁的主要含水层。煤（）观测孔布置。３１６工作面正常推进速度２９２
，
。
／＼
一 … … ：匦３Ｉ来自探底嗄矿压应力变亿曲线
圈２９２３１６工作面底扳破坪澡度测试钻孔布置（剖面）
３测试结果分析
现场观钡时间共计５ｄ４０。工作面推进距离为＋３～一１ｍ，５６共计５ｍ。具体每个探头的观测区段１
２观测孔布置
（）工作面赋存情况。工作面位于 ±０水平胶１带坡北翼，面标高＋１７～＋２４工作面标高为地９４ｍ，
＋．～＋８ｍ，向长度６６～７６平均６８倾３４０走６０ｍ，８ｍ，斜长１０～１５面积９２３盯。煤层厚度３１３３ｍ，１．３ｆ．７～
图ｌ观测孔平面布置示意
根据９煤底板等高线计算，地层倾角ａ６，：２。煤
厚３４．ｍ。由于剖面线与煤层走向近于一致，煤层故伪倾角＝０。３１６工作面斜长１３根据邢台ｏ９２３ｍ．矿２煤底板破坏深度经验公式Ｈ＝３２＋００５，．．８Ｌ计算．底板破坏深度为１．ｍ。考虑到章村矿９煤顶４５底板条件，孔内布设３个测点，测点的探头埋钻１设于孔深２．ｍ，制底板真厚度１．ｍ；测点的２０控１１２探头埋设于孔深１．ｍ，制底板真厚度７８３４７控．ｍ；测点的探头埋设于孔深９２控制底板真厚度．ｍ，４６．ｍ。探头的安装自下而上，并用ＩＩ泥浆（速：水加
为１８— ．ｍｄ考虑到钻孔施工方便，测地点选．２４／，观在３１６工作面回风巷内，风巷断面为２６ × ９２回．
２２ｚ钻孔与工作面的水平距离为５ｍ（１．ｍ，５图）
１观测方法
目前采用的手段有：孔注放水、钻钻孔声波、钻孔无线电透视、孔超声成像、钻钻孔岩移等手段。考虑到章村三井开采条件，测采用钻孔应力方法。观煤层采动后底板内的应力为原岩应力与采动应力的叠加。采动应力的大小反映了开采活动对采场围岩的影响程度，过测试分析其变化规律可以确通定底板破坏深度大小。