开采对底板岩体渗透性的影响
ú
微裂隙闭合和弹性化变形阶段被压密， 导致岩石的渗透率会随着应力增大至强度极限时被破坏并形成贯穿式裂隙， 随着岩石的渗透 率逐渐增大直至到最大化 ， 岩石 的渗透率会随应力的增加产生 由大变小的现象 ， 并表 现十分明显 ， 并且不 同岩性 的岩石存 在差异性变 化 。煤层底板岩层在横向上不同的区域在 回采工作全面推进过程中 ， 底板岩体 的渗透性会 随着破坏而 呈现 出规律 性变化 。因此 ， 分
煤 炭 开 采 对 煤 层 底 板变 形 破 坏 及 渗 透 性的 影 响
李杰 （ 昆明煤炭设计研究 院 ， 云南 昆明 ６ ５ ０ ０ １ １ ）
摘 要： 通过 系统地对煤炭开采工作及后期回采过程中对底板承受力 、 应变 力及所造成的破坏 和渗透性进行研究 ， 并对 实验工作 结果和理论探究进行分析归纳 ， 结果显示 ， 不 同岩性岩石 的渗 透性在应 变过程中呈现出应变函数 ， 岩石 的原 生态 缝隙和裂 缝较容易在
析煤炭开采对煤层底板变形的影响十分必要。 关键词 ： 煤炭开采 ； 煤层底板 ； 变形破坏 ； 渗 透性
中图分 类号 ： Ｆ ４ ２ ６ ． ２ １ ； Ｔ Ｄ ３ ２ ７ ． ３
文献标 志码 ： Ｂ
文章 编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ６— ０ １ ２ ５— ０ ２ 岩性 岩石 的渗 透 率 增 至 最 大 ， 然 而就 这 一 点 而 言 不 同 的 岩石存 在 差异 性 变 化 ¨ Ｊ 。如 ： 李世平等人对殷庄 ｌ ６ 个 砂岩进 行 的全应 力 一应 变 过程是渗透率发生 的频度最大 的阶段 ， 岩 石破坏并非与渗透率 同步 ， 而是在破坏 达到一定程度
法 的模 拟 去探 寻煤 炭开 采 对煤 层 底 板破 坏 的 影 响 。这 种模拟方式是对不同煤层面的长度进行模拟计算。以 井田煤层 为例 ， 对煤 层的深 度、 厚度 以及倾 角进 行测 量， 再取模型的长、 宽、 高。模拟结果 出来之后 ， 明显的 发现有支撑应 力区， 在此区内煤层底 板承 受着空前高 压， 底板 岩体 对 应 力 呈 递 减 现 象 。底 板在 超 前 压 力 压 缩 区呈横 弯褶 皱 状 ， 岩 体 下 部 由于 受 到 水 平 的 拉 伸 而 产生裂隙， 随着拉力的增加会不断地变化 Ｊ 。 回采 工作 过程 中下 方 的底 板 岩 体会 随 着 工作 面 的 增 大而增 加 位移 ， 当工 作面 不 断 推进 时 ， 位 移 明 显加 深 水平应力是导致煤层底板 总应 力增 加， 造成煤板底部 破坏 深度 增 加 ， 破 坏 力 度 增 加 的重 要 原 因之 一 。因 此 在考虑煤层开采底板破 坏深度时 ， 必须对底板变形破 坏 有全面 的了解 。岩体 卸 载 区位 于 回采 工 作 面 及采 空 区， 卸载 区域 在 负 荷 过 程 中 能 够在 回 采 工 作 面 进 行 一 段 时 间后 比 较稳 定 的长 期保 存 下 来 ， 而 这 一 区 域 正 是 开采 过程 中矿 压 的直接 破坏 区域 ＿ ３ Ｊ 。煤 层 底 板 中 的垂 直应力在岩体中随着工作面长度 的增大 而增 加， 在回 采 工作 内 ， 煤 层底 板 的垂直 应 力 是不 断 减 小 ， 但在 回采 工 作之后 ， 它 的应 力将 逐 渐 增 大 。 根 据 模 拟 数 据 结 果 并 结合 实际 情 况 ， 在 整 个 开 采 煤 层 过程 中 呈 现 出 的 规 律就 是有 稳定 到不 稳定 再 到 稳 定 的过程 。煤 层 自上 而 下结构布 局可分 为三 带 ： 弯 曲下 沉带、 裂 隙带和 冒落 带 。横 向上不 同的 四个 区域 根 据 煤 体底 板 岩 体被 开 采
岩层地质结构对地下水开采的影响
岩层地质结构对地下水开采的影响地下水是人类生活中重要的水源之一，而岩层地质结构的特征对地下水开采有着重要的影响。
岩层的渗透能力、储水量、水质以及砂砾层的分布等因素，都会直接影响到地下水的开采。
首先，岩层的渗透能力决定了地下水在地层中的移动性。
岩石中存在的孔隙和裂隙决定着地下水在岩石中的含水层是否能够形成较大的水力连通性。
对于渗透性较好的岩层，地下水在岩石中的传导能力较强，水井的开挖相对容易，地下水开采效率也较高。
而对于渗透性较差的岩层，地下水的传导受到限制，开采过程中需要增加开采的强度，甚至需要通过人工注水等方法来提高地下水的开采效率。
其次，岩层的储水量决定着地下水资源的可持续开发利用程度。
储水层是指岩层中能够容纳地下水的空间。
如果岩层具有较大的储水量，那么可以容纳更多的地下水资源，保证供水的持续性。
储水量大的岩石通常为砂岩、砂质泥岩和砂基岩，这些岩石中的孔隙、裂隙和构造裂缝可以容纳较多的地下水。
相反，如果岩层的储水量较小，那么地下水资源就相对稀缺。
在这种情况下，地下水的开采需要更加谨慎，以免过度开采导致地下水资源的枯竭。
此外，岩层的地质结构也对地下水的水质产生着直接的影响。
岩层内部的矿物质成分会溶解进入地下水中，改变其化学组成。
一些岩石中存在的金属元素，如铁、锰等容易溶解进入地下水，导致水质重金属超标，影响人类的饮用水安全。
一些酸性岩和硫酸盐岩等也容易使地下水酸碱度升高，对环境造成一定的污染。
因此，在地下水开采过程中，需要对岩石的地质特征进行充分的了解，以确保开采出来的地下水的水质安全。
最后，岩层中砂砾层的分布也会对地下水开采造成影响。
砂砾层在岩层中是一种纵横交错的沉积岩层，由于其渗透性较好、水力连通性高，往往成为地下水的优质储集层。
砂砾层可以形成较大的含水层，储水量大，地下水的自然补充、供应能力较强。
在地下水开采中，如果开采的水源来自于砂砾层，通常可以得到较高的开采量和较好的水质。
综上所述，岩层地质结构对地下水开采有着重要的影响。
煤矿采空区岩体渗透性计算模型及其数值模拟分析
煤矿采空区岩体渗透性计算模型及其数值模拟分析孟召平;张娟;师修昌;田永东;李超【摘要】煤矿采空区岩体渗透性是煤矿采空区煤层气抽采设计的基本参数.从煤矿采空区岩体变形-破坏特征分析入手,通过理论分析研究了岩体渗透性与应力之间的耦合关系和模型,揭示了采空区岩体应力-应变和渗透性分布规律.研究结果表明:不同岩性岩石的渗透性在全应力-应变过程中为应变的函数,采空区岩体渗透性决定于岩体破坏程度和断裂的张开度,基于采空区岩体应力-应变导致断裂开度变化,推导了采空区岩体渗透系数与应力之间的三维关系与模型;应用FLAC3D计算软件,对采空区岩体应力-应变-渗透性进行了数值模拟计算,分析了采空区岩体的变形破坏的分区分带特征,在纵向上自上而下形成弯曲下沉带、断裂带和垮落带;在横向上划分为原岩应力区、超前压力压缩区、卸载应力区和岩体应力恢复区;揭示了采空区岩体渗透性分布与采空区岩体应力-应变和破坏规律相一致的特征.无论是垂直渗透系数比(Kz/Kz0),还是水平渗透系数比(Ky／Ky0),均随着距开采煤层垂直距离的增大,采空区岩体渗透性逐渐减小,且采空区边缘的渗透系数较大,采空区两侧煤柱区岩体渗透性显著降低.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2016(041)008【总页数】9页(P1997-2005)【关键词】煤矿采空区;应力-应变;破坏特征;渗透性【作者】孟召平;张娟;师修昌;田永东;李超【作者单位】中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室,湖北宜昌443002;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;山西蓝焰煤层气集团有限责任公司,山西晋城048006;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;山西蓝焰煤层气集团有限责任公司,山西晋城048006【正文语种】中文【中图分类】P618.11随着煤层气勘探工作的不断深入，为保证煤层气勘探开发的持续性发展，抽采煤矿采空区煤层气，已成为煤矿区煤层气的重要资源之一。
下保护层开采对被保护层卸压增透的现场应用
下保护层开采对被保护层卸压增透的现场应用
下保护层开采是一种常见的采矿方式，它旨在保护地表免受地下开采活动的影响。
然而，下保护层开采也会对被保护层产生一定的影响，其中包括卸压增透效应。
本文将介绍
该效应的意义和现场应用。
卸压增透是指在下保护层开采过程中，岩石受到了不同的应力，从而导致了其孔隙度
和渗透性的变化。
具体来说，下保护层开采会使得地下水位下降，从而导致被保护层中的
岩石孔隙度增大、渗透性增强。
这也就意味着，通过下保护层开采，可以提高被保护层的
地下水资源利用率。
现场应用方面，下保护层开采在提高地下水资源利用率方面已经得到了广泛应用。
比如，在我国西北干旱地区，许多地方采用下保护层开采的方式进行水资源开发。
该方法在
矿藏开采、地下储存等领域也得到了广泛应用。
在矿藏开采方面，下保护层开采可以通过增强矿山压力和崩塌等现象来提高采掘效率。
具体来说，下保护层开采会使得下保护层中的矿石向上移动，从而增加上部的矿石负荷。
这种现象被称为“岩石悬挂”效应。
通过利用该效应，可以提高矿石的采集效率和减少采
选损失，从而提高矿山的经济效益。
总之，下保护层开采对被保护层卸压增透的效应具有重要意义，可以在矿藏开采和地
下储存等领域提高资源利用效率和经济效益。
然而，我们也应该注意到，在实际操作中，
下保护层开采还会产生一系列的环境问题，比如地面沉降、地下水位下降等。
因此，在开
展下保护层开采过程中，需要严格遵守相关规定和要求，以减少环境影响。
煤层底板突水理论现状研究
煤层底板突水理论现状研究我国的煤炭资源的开采受水害威胁严重，尤其是随着开采深度、开采强度、开采速度、开采规模的增加和扩大，来自底部灰岩发育的裂隙岩溶高承压水的威胁日趋严重，煤层底板在采动的影响下其破坏也日趋加剧，许多矿井突水事故与之密切相关。
矿井突水机制是一个涉及采矿工程、工程地质、水文地质、岩体力学、岩体水力学、渗流力学等多门学科的理论课题，弄清楚突水理论机制对于防范底板突水以及底板岩层控制与管理具有重要的理论意义和实际应用价值。
2.底板突水理论研究2.1底板相对隔水层[1]早在20世纪初，欧洲的一些学者就注意到煤矿开采过程中底板隔水层的作用，并从若干次底板突水资料中认识到，只要煤层底板有隔水层，突水次数就少，突水量也小，隔水层越厚则突水次数及突水量越少。
20世纪40年代至50年代，匈牙利韦格弗伦斯第一次提出“底板相对隔水层”的概念。
他指出，煤层底板突水不仅与隔水层厚度有关，而且还与水压力有关。
突水条件受相对隔水层厚度的制约。
相对隔水层厚度是等值隔水层厚度与水压力值之比。
同时提出，在相对隔水层厚度大于1.5m/atm的情况下，开采过程中基本不突水，而80%～88%的突水都是相对隔水层厚度小于此值。
由此，许多承压水上采煤的国家引用了相对隔水层厚度大于2m/atm就不会引起煤层底板突水的概念。
这期间前苏联学者B.斯列萨列夫将煤层底板视作两端固定的承受均布载荷作用的梁，并结合强度理论，推导出底板理论安全水压值的计算公式。
20世纪70年代至80年代末期，很多国家的岩石力学工作者在研究矿柱的稳定性时，研究了底板的破坏机理。
其中最有代表性的是C.F.Santos(桑托斯)，Z.T.Bieniawski(宾尼威斯基)。
他们基于改进的Hoek-Brown岩体强度准则，引入临界能量释放点的概念分析了底板的承载能力。
2.2突水系数理论我国的底板突水规律研究始于20世纪60年代，当时注意到匈牙利底板相对隔水层理论在实践中的应用，在焦作矿区水文地质大会中，以煤科总院西安勘探分院为代表，提出了采用突水系数作为预测预报底板突水与否的标准。
祁东煤矿采后底板破坏深度研究
矿业科技407 祁东煤矿采后底板破坏深度研究池冲锋（恒源煤电祁东煤矿，安徽 宿州 234000）摘要：煤矿的安全生产，需要加强对各类风险因素的防控，针对各种常见的安全问题，采取有效的预防办法。
煤矿采后底板破坏、煤层底板突水等问题的发生，不仅会影响煤矿生产安全，还会对煤炭资源形成破坏。
加强对煤矿采后底板破坏的监测，了解其破坏深度，便于采取针对性的安全管理措施。
基于此，本文以祁东煤矿为例，分析煤矿采后底板破坏的特征，探讨底板破坏深度的监测办法。
关键词：煤矿开采；底板；破坏深度煤矿开采的过程中，安全问题应该引起足够的重视。
根据安全生产的要求，应该针对煤矿开采后底板破坏问题，采取有效的防控措施。
底板的变形、破坏，主要受到水文地质条件的影响，同时也与采矿工艺有关。
过高的含水层水压，往往会增加煤层底板突水的风险，对于下部煤层的开发形成制约，破坏煤炭资源。
煤矿开采期间出现底板破坏的情况，应该具体掌握其动态特征，通过数值建模，确定其破坏规律、破坏深度，进而为煤矿开采的安全管理提供有价值的参考。
1 煤矿采后底板破坏的特征分析 煤矿开采的管理工作中，应该重点加强对各类安全问题的防控，确保生产的安全性，避免煤炭资源受到危害，同时维护工作人员的人身安全。
煤矿采后底板破坏、突水问题的有效预防，能够充分保障煤矿生产安全、顺利的进行。
以安徽恒源煤电股份有限公司祁东煤矿为例，通过对底板变形破坏深度的检查，分析底板变形的动态特征，具体操作如下。
1.1 工作面概况 通过对祁东煤矿的调研，结合现场收集的材料进行理论分析，计算相关数值。
在现场监测中，应用光纤光栅监测系统、地质雷达探测，测得底板破坏范围。
在此基础上，分析工作面回采地质概况，具体包括工作面位置（工作面起止标高、里段面宽与走向长、外段面宽与走向长、回采面积等）、煤层结构（煤层厚度、煤层产状变化、煤层可采性指数、煤层变异系数等）、煤层顶和底板岩性（细砂岩、泥岩、粉砂岩、煤层等）、煤炭资源及储量（储量边界、储量块段平面积、煤层平均厚度、煤层平均倾角、煤层容重、工作面可采储量）等信息。
试论煤矿上部开采对下部巷道的安全影响分析
试论煤矿上部开采对下部巷道的安全影响分析作者：许林岗来源：《科学导报·学术》2020年第43期摘 ;要：为了维护良好的矿产资源开发秩序，有效防范和坚决遏制地方小煤矿开采造成的国有大型煤矿生产安全事故，严防地方小煤矿越界开采违法违规行为，原国土资源部、国家安全监管总局、国家煤矿安监局于2017年3月至8月在全国开展煤矿超层越界开采专项检查整治行动。
本文以窑煤三矿与红古区炭洞沟煤矿为例，针对采矿权范围内井巷工程重叠进行安全论证分析。
关键词：煤矿;矿权重叠;安全论证1引言根据《矿产资源开采登记管理办法》（1998年）采矿权申请人在申请采矿许可证时，需向登记管理机关提交矿区范围图。
矿区范围，是指经登记管理机关依法划定的可供开采矿产资源的范围、井巷工程设施分布范围或者露天剥离范围的立体空间区域，矿山企业的矿区范围是一个立体范围，由三维坐标构成。
2概況由于历史原因，窑街煤电集团三矿1650车场、1650回风大巷、改造回风、1650北大巷、1610车场、二号轨下、二号行人下山等井巷工程与兰州炭洞沟矿业有限公司二采区重叠（属上下关系）。
在1995年前这些井巷工程均在三矿皮带斜井采矿许可证范围之内，为了支援地方经济发展，解决兰州炭洞沟煤矿职工生活出路及社会稳定问题，将三矿巷道重叠部分以上资源划归炭洞沟煤矿开采。
3地质概况、开采技术条件3.1地层、构造及煤层窑煤三矿与炭洞沟煤矿同属一个地层有：元古界（Pt）、侏罗系下统炭洞沟组（J1t）、中统窑街组（J2y）、上统享堂组（J3x）、白垩系下统河口群（k1hk）及第四系（Q）。
图1 炭洞沟煤矿二采区下三矿巷道布置图地质构造：炭洞沟煤矿总的构造形态为向西北倾斜不规则的单斜层，F6断层从中间切断，形成了一采区、二采区两个煤层不相连接的采区，内部展布8条断层，断层延伸方向基本一致，多数为北西—南东向（正断层3条，逆断层5条）;炭洞沟煤矿区内含七层煤，分别为煤一层至煤七层，煤层西部煤层厚度大，平均厚度35.33m;东部煤层厚度薄，平均厚度18.77m。
浅析矿山生产对地下资源的影响及水文地质灾害防治措施鹿永波
浅析矿山生产对地下资源的影响及水文地质灾害防治措施鹿永波发布时间：2021-10-28T13:32:02.276Z 来源：《基层建设》2021年第19期作者：鹿永波[导读] 矿山即为蕴藏矿物的地方。
既有金、银、铜、铁、水银等金属矿山，也有硫黄、砂石、石灰石等非金属矿山云南楚雄矿冶有限公司云南楚雄 675400摘要：矿山即为蕴藏矿物的地方。
既有金、银、铜、铁、水银等金属矿山，也有硫黄、砂石、石灰石等非金属矿山。
沉积型铜矿床也称层状铜矿床。
矿体主要有含铜砂岩、含铜页岩和含铜碳酸盐矿床。
沉积型铜矿床在生产过程中会对地下资源产生一定的有利影响与不利影响，此过程中也会对矿山及其所在区域的水文与地质产生一定危害，本文将会围绕沉积型铜矿床在生产过程中对地下资源的影响进行一定的探讨，分析并提出一系列对于沉积型铜矿床在生产过程中产生的水文地质灾害及其防治措施。
关键词：沉积型铜矿、地下资源、地质灾害、防治措施沉积型铜矿是一种以沉积岩和沉积变质岩为主要容矿围岩、主要回采成分为铜元素的层状矿床。
而对这些矿石进行回采时，会对于地下资源和地质环境造成一定的破坏。
本文就矿山生产过程中对地下资源的影响及水文地质灾害的防治措施来进行分析。
1.矿山生产对地下资源的影响1.1矿山生产对地下资源的不利影响矿山企业在开发利用过程中会对于当地的土地资源、生物资源、地下水资源产生破坏作用。
在当下矿山生产过程中，我们大部分的精力都放在了矿山生产所带来的经济效益之上，从而忽视了我们给予矿山所在区域的巨大压力，此种压力主要表现为地下土地资源、水资源、生物资源这几种资源的枯竭与消失。
在矿山生产的过程中井下土地资源现状表现得最为突出，我们的矿山生产过程中总会无可避免地会对土地资源造成损伤，随着绿色、环保理念深入人心及环境保护法律法规的日趋完善，这种损伤将会变得越来越小。
但不可否认的是，在矿山生产过程中会加剧矿山及其所在区域地质的不稳定性与不可控性。
这些特性的改变在湿润多雨、土质较为疏松的地方极易引发泥石流危害，在一部分地区还会引发山体的崩塌与滑坡危害，严重威胁着人们的生命与财产安全。
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摘要
受奥灰水威胁，煤层“带压开采”的关键是必须搞清底板岩体的破坏机理，确定底板岩体的破坏深度。而
确定底板岩体的破坏深度通常是依据其渗透性的改变进行的。底板岩体渗透性的改变和底板岩体的应力场密切相 关。利用现场实测数据、岩石力学参数和位移反分析的方法，确定了赵各庄矿 1237 工作面的底板应力场，进而确 定了底板岩体的渗透系数，最后，具体分析了底板应力场和渗透系数的关系。 关键词 分类号 采矿工程，底板破坏机理，位移反分析，岩体渗透系数 TD 313 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2003)07-1078-05
INFLUENCE OF MINING ON FLOOR INFILTRATION COEFFICIENTS
Li Xinggao1，Gao Yanfa2
(1School of Civil Engineering and Architecture，Northern Jiaotong University， Beijing ( Strata Control Research Center，Shandong University of Science and Technology， Tai ′an
1 引
言
最大破坏深度；文[3]基于板模型，采用弹塑性理论 分别求得了以底板岩层抗剪及抗拉强度为基准的预 测底板所能承受的极限水压力的计算公式；文[4]提 出了底板突水优势面理论，一反以往从地层纵向分 析认识突水机理的传统，而转向在开采平面上查寻 最易突水的薄弱区。 用注水或放水法确定采场底板破坏深度，实质 上是确定开采对底板岩体渗透性的影响。底板应力 场和底板岩体渗透性的变化有着密切的关系。底板 岩体赋存有原生缺陷，如节理、裂隙等。开采破坏
Boundary conditions and zone dividing
下边界为位移边界条件，垂向位移为 0。 左、右边界皆为位移边界，水平位移为 0。 底板岩层岩芯试件室内测试的岩石力学参数如
Gi ( i = 1，2，…，m；m 为岩层种类数)。考虑到裂
隙在不同的应力状态下的损伤演化程度不同，采用
受奥灰水威胁，煤层“带压开采”的关键是必 须搞清底板在采动和水压作用下的破坏机理。一般 认为，开采活动对底板突水起到触发或诱导作用。 因此，对底板岩层的破坏机理的认识和破坏深度的 确定，对于采场的安全性评价具有重要意义，这也 是现场实际观测和理论探讨的主要内容，因而受到 了人们的普遍重视。文 [1] 把底板岩层自上而下分 为：(1) 底板破坏带；(2) 完整岩层带；(3) 承压水
第 22 卷 第 7 期 2003 年 7 月
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
22(7)： 1078～1082 July，2003
开采对底板岩体渗透性的影响
李兴高
(北方交通大学土建学院 北京
高延法
100044) (山东科技大学矿压研究所 泰安 271019)
mm
式中： Ei 为第 i 种岩层待求的弹性模量， E ti 为第 i 种岩层岩芯试件室内测试的弹性模量，K i 为比例系 数， Gi 为第 i 种岩层待求的剪切模量， Gti 为第 i 种 岩层岩芯试件室内测试的剪切模量，m 为岩层的种 类数。 在参数求解过程中实行分区优化的方法。如图 2 所示，Ⅲ，Ⅳ区为压缩区，Ⅰ，Ⅱ区为膨胀区，Ⅰ， Ⅱ区与Ⅲ，Ⅳ区以煤壁为分界线，Ⅰ，Ⅲ区和Ⅱ， Ⅳ区以实测得到渗透性增大的底板岩层深度为分界 线。在各个不同的区中，式(2)可进一步写成
j 区岩层待求的弹性模量与其岩芯试件室内测试的 弹性模量的比例系数， G ji 为 j 区第 i 种岩层待求的 剪切模量，K Gi 为 j 区岩层待求的剪切模量与其岩芯 试件室内测试的剪切模量的比例系数，j 为分区区数。
3.4 计算结果
采用 8 节点等参元，编制了有限元程序，将计 算区域划分为 420 个单元共 1 343 个节点，反求参 数为底板岩层所划分的 4 个区域的岩层力学参数 Ei ，Gi 和对应的岩芯力学参数室内测试值之间的比 值，计算结果见表 3，4。表 4 中位移实测值的位置 见表 2。应用位移反分析得到的力学参数计算出的 垂向应力、剪应力等值线如图 3，4。
表 3 比例系数分区计算结果 Table 3 Results of proportion coefficients in different zones
区域 区域Ⅰ 区域Ⅱ 区域Ⅲ 区域Ⅳ 比例系数 KE 0.320 0.646 0.599 0.438 KG 0.318 0.652 0.598 0.329
测 点 1 2 3 4 5 6 采前最大下沉值及其位置 下沉值/mm 9.33 6.75 4.60 2.50 7.19 2.95 19.5 23.5 23.5 23.5 41.2 41.2 位置/m 2.08 7.28 10.20 16.28 19.28 33.28 采后最大上升值及其位置 上升值/mm 19.97 19.62 16.42 13.60 7.53 2.06 位置/m －7.0 －7.0 －7.0 －7.0 －7.0 －0.6 2.08 7.28 10.20 16.28 19.28 33.28
2
100044 271019
China) China)
Abstract The key of mining the coal seam threatened by confined water in Ordovician limestone is the understanding of the failure mechanism of floor rockmass and determination of affecting depth by mining. The affecting depth is usually acquired according to the change of permeability in floor rockmass. The permeability of the floor rockmass is closely related to the stress field of floor rockmass. Based on in-situ measured data， mechanical parameters of rock and method of displacement back analysis，the floor stress field of coal face No. 1237 in Zhaogezhuang Mine is firstly given， then the permeability coefficients of floor rockmass is computed， and lastly the relationship between stress field and permeability coefficients is determined. Key words mining engineering，floor failure mechanism，displacement back analysis，rockmass permeability coefficient 导高带；文[2]利用滑移线场理论分析了采动底板的
表 4 位移实测最大值与计算结果 Table 4 The measured maximum displacements and corresponding computed results
实测值 6.75 4.60 2.50 9.33 19.97 19.62 计算值 5.97 5.30 4.07 7.08 21.83 16.83 实测值 16.42 13.60 7.53 2.06 7.19 2.95 计算值 14.96 11.79 6.16 2.27 4.43 2.16
现场岩层由于裂隙、地下水等因素的影响，岩 层力学参数与岩芯试件的室内测试值并不相同，但 可假设各种岩性的岩层力学参数与其岩芯试件的力 学参数成正比，这样就可以根据岩芯试件的力学参 数乘以一个比例系数换算成岩层的力学参数，即 E i = K i E ti ⎫ (2) 2， Gi = K i Gti (i = 1， L，m)⎬ ⎭
分区优化和各区损伤平均的方法。参数的优化运用 了最小阻尼二乘法，岩层计算模型按底板岩层的实 际结构组合。 3.1 目标函数 按最小二乘法原理建立的位移反分析目标函数 如下：
J = ∑ (ui − u1237 工作面观测结果[4]
为了解煤层底板的突水机理，对 1237 工作面进 行了试验开采，并进行了采场底板变形破坏综合观 测， 主要包括 3 项内容： (1) 底板岩层注水观测； (2) 底板岩层钻孔位移观测；(3) 超前支承压力观测。 底板岩层注水观测是为了观测开采造成的底板岩层 的破坏情况，而超前支承压力观测和底板岩层钻孔 位移观测是为了应用位移反分析的方法求出底板岩 层应力场。底板钻孔注水量变化曲线如图 1 所示。 限于篇幅，图中仅列出了 1，2 号钻孔的变化情况。
(a) 1 号钻孔
(b) 2 号钻孔
图1 Fig.1
底板钻孔注水量变化曲线
Changes of the amount of injection water in the borehole at the floor
3 底板位移反分析
反求的参数为岩层的弹性模量 Ei 和剪切模量
图2 Fig.2
反分析边界条件及分区示意图
Measured mechanical parameters of the floor
弹模 Et / MPa 4 900 8 820 39 200 31 400 49 000 泊松比μ t 0.35 0.30 0.28 0.21 0.15
表 2 测点位置与位移实测值 Table 2 Location of measuring points and measured displacements