采場(chǎng)圍巖變形破壞應(yīng)變場(chǎng)、地電場(chǎng)響應(yīng)特征及測(cè)試研究.pdf

1、煤層開挖過程中，采場(chǎng)覆巖變形破壞特征是礦井安全生產(chǎn)的一項(xiàng)重要參數(shù)，需要利用相應(yīng)的技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行精確探測(cè)，為生產(chǎn)提供有效的技術(shù)支撐。文章利用數(shù)值模擬對(duì)采場(chǎng)覆巖變形破壞進(jìn)行研究，并基于巖體破壞后自身物性差異，通過分析采場(chǎng)覆巖應(yīng)變場(chǎng)、地電場(chǎng)響應(yīng)特征，提出采用BOTDR和電阻率CT對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，所獲得的動(dòng)態(tài)測(cè)試效果顯著，適用性強(qiáng)。
　　依托內(nèi)蒙鄂爾多斯盆地色連二礦12309工作面開采地質(zhì)條件，通過FLAC3D構(gòu)建3-1煤覆巖變形破壞

2、的數(shù)值模型，根據(jù)3-1煤實(shí)際回采進(jìn)度進(jìn)行采動(dòng)破壞特征模擬。結(jié)果表明:開挖初期頂?shù)装逍秹簠^(qū)域呈拱形分布，并且隨著開挖距離的加大，拱形半徑和范圍也在不斷加大;后期由于頂板巖層垮落，重填壓實(shí)采空區(qū)，卸壓區(qū)域的拱形特征逐漸消失。采場(chǎng)覆巖應(yīng)力狀態(tài)呈“馬鞍狀”分布，主要承受剪切破壞，導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度為59.2m;覆巖位移量隨著開挖持續(xù)增加，最大可達(dá)0.083m。
　　基于3-1煤地質(zhì)條件及數(shù)值模擬結(jié)果，合理布設(shè)井下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用分布式光纖傳

3、感測(cè)試技術(shù)中的布里淵光時(shí)域反射測(cè)量技術(shù)(BOTDR)和二維并行電法中的鉆孔電阻率CT對(duì)3-1煤層開采過程中覆巖變形破壞的應(yīng)變場(chǎng)、地電場(chǎng)進(jìn)行綜合測(cè)試研究。結(jié)果表明:煤層回采過程中，覆巖變形破壞優(yōu)先發(fā)生于彈性模量較小的巖層以及軟硬巖層分界面附近;超前應(yīng)力影響范圍為30m，煤層項(xiàng)板上方17.5m-34.5m為關(guān)鍵層所處位置，覆巖垮落帶發(fā)育高度為17.5m，導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度為54.5m;3-1煤層平均回采厚度為2.5m，則垮落/采厚比為7倍，

4、裂高/采厚比為21.8倍。
　　綜合采用三種技術(shù)方法(FLAC3D、BOTDR、電阻率CT)對(duì)3-1煤層回采中覆巖變形破壞規(guī)律進(jìn)行研究，所得技術(shù)參數(shù)在誤差范圍內(nèi)基本一致。三種方法的相互佐證，較單一方法的應(yīng)用，大大提高了測(cè)試結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確度，可為礦井水害的防治、巷道圍巖失穩(wěn)、保護(hù)煤柱的留設(shè)等提供一定的技術(shù)支持，為礦井安全高效的生產(chǎn)提供保障。
　　然而受測(cè)試條件所限，利用光纖及電法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)仍需解決相關(guān)問題，包括鉆孔傳感