煤田地质与勘探

作者：黄琪嵩, 许波, 冯俊军, 林晓飞, 程久龙, 彭俊,

关键词：动静载, 力学模型, 底板破坏深度, 动力响应, 数值模拟,

目的准确评估采场底板破坏深度对于底板突水危险性评价至关重要。传统理论模型计算时往往仅考虑采场支承压力和承压水压的静载作用，导致计算结果与实际情况存在较大偏差。因此，综合考虑深部底板破坏的多力源耦合作用，构建更加贴近实际的计算模型可为深部煤层底板水害的有效防治提供科学依据。方法在明确顶板来压期间采场底板承受载荷的基础上，基于弹性动力学理论构建了动静载联合作用下的采场底板力学响应计算模型，得到了动载应力在底板中的传递规律以及底板动力响应特征，分析了顶板断裂动载扰动作用对采场底板破坏深度的影响规律；并以山东肥城某矿8031工作面为例，采用数值模拟和现场钻孔注水试验开展了工作面底板深度研究。结果和结论结果表明：顶板断裂产生的动载与采场支承压力在底板产生的静载应力叠加，会对底板应力集中区和卸载区造成强烈扰动影响。在动载作用过程中，底板应力场集中程度和区域范围都明显增加；顶板断裂动载扰动会进一步加剧采场底板岩层的破坏，理论计算、模拟分析与现场实测得到初次来压动载扰动造成的采场底板二次破坏深度分别为5.9、6.6、6.3 m，三者结果相近，验证了理论模型的准确性。研究结果能够反映出底板突水发生时间和位置的规律，可为深部底板突水防治提供重要的理论依据和参考价值。

来源：2024年第12期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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