煤层采动底板变形破坏过程多参数精细感知方法研究
姚多喜
刘畅
安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南 232001
摘要：煤层采动过程中,通过测试参数感知底板变形破坏过程是采场地质保障的有效方式.利用有限差分法构建煤层采动底板破坏数值模型,获取塑性区的分布和演化特征,结果显示底板破坏深度为 21 m.在煤层底板钻孔中植入电缆和分布式光纤,通过对电极电流值和光纤应变的连续采集,获得采动效应下的特征参数图谱,进一步分析底板的变形破坏程度.结果表明:电极电流的初始值在40 mA以上.随着工作面的推进电流值轻微升高,当工作面推进到孔口附近时,电流降到1mA以下,岩层破坏;光纤测试方面,随着工作面的推进光纤应变不断增大,当工作面靠近孔口时,光纤应变峰值为 8.589×10-3,之后岩层破裂,能量释放,光纤应变回弹.电极电流和光纤应变参数图谱显示底板的变形破坏过程分为 4个阶段,分别为无影响阶段、微影响阶段、显著影响阶段和破坏阶段.监测数据对底板变形破坏过程起到了良好表征作用,但存在一定差异,具体表现在超前应力和破裂伊始的感知上,电极电流的响应要略早于光纤应变.电极电流的结果显示底板破坏深度为 20.8 m,光纤应变的结果显示底板破坏深度为 21.0 m.构建电极电流值和应变值的核密度图,对于底板浅部的监测点,数据点离散程度较大;而埋深较大的监测点受动效应影响较小,回采过程中数据点分布较为集中,离散程度较小.通过多测试参数联合感知,实现煤层采动底板变形破坏过程的精细表征和评价.
关键词：煤层采动底板破坏多参数表征精细化探测光纤监测
分类号：TD163(矿山地质与测量)
资助基金：国家自然科学基金(41877268)
论文发表日期：2023-07-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 44-52 )
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