淮南矿区A组煤开采工作面底板破坏带深度确定

淮南矿区生产矿井已开采受深部高承压水严重威胁的A组煤,为了解决传统煤层底板采动破坏深度经验公式适用性差的问题;基于淮南矿区生产地质参数,利用统计软件SPSS分析了各类参数的偏相关性,优化了传统破坏深度计算公式,并将拟合公式应用于张集煤矿1612A工作面底板破坏的计算;基于数值模拟、微震监测对公式演算的准确性进行了验证。研究结果表明:煤层厚度等参数与破坏带深度具有相关性;通过拟合得到的新型计算公式计算工作面破坏深度达到27.33 m,与注水试验测得破坏带深度28 m、数值计算深度30 m相吻合;与利用现场监测的微震事件聚集分布得到的底板微破裂集中深度30~35 m相一致。

高应力巷道底板破裂形态特征研究

为了研究深部高应力巷道底板破裂形态及剪切带的发育规律,采用试验、理论分析、数值计算和现场测试等方法,建立一种岩石应变软化模型,对岩石压缩变形破坏过程中剪切带的形成机制进行研究,模拟与试验的峰值应力、残余强度误差在10%~20%,模型能够较好地体现岩石峰后的应变软化力学特征;基于该应变软化本构关系,建立高应力巷道围岩应变局部化分析的数值模型,系统分析了高应力巷道底板剪切带发育规律及破裂形态。巷道钻孔窥视结果表明,深部高应力巷道底板会形成局部破裂与变形,模拟研究结果与实际巷道底板破坏形态相符。

水岩作用下底板导高带的导升机制

针对煤层底板中较难确定的导高带,为了对其导升机制有比较深入的认识,研究了导高带中岩体裂隙的形成及扩展。结果表明:原始裂隙的形成的深度非常有限,这主要与承压水的大小有关;裂隙的扩展非常复杂,但主要由地应力,承压水水压,裂纹倾角有关,水压越大,倾角越大,则裂隙越容易向上发展,即底板带水裂隙带越容易贯通底板破坏带,突水发生几率就会加大。