采煤面覆岩破坏动态测试模拟研究.pdf

第30卷第1期岩石力学与工程学报Vol.30No.1
2011年1月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJan.，2011

采煤面覆岩破坏动态测试模拟研究

张平松1，2，胡雄武1，刘盛东2

(1.安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南232001；
2.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州221008)

摘要：利用煤层顶板钻孔及巷道形成电法测试系统，根据采动速度测取不同时期岩层电场变化特征，可对上覆岩
层受采动影响的变化规律进行全面分析研究，所获得的垮落带和导水裂缝带(以下简称“两带”)高度值对煤矿安
全生产具有重要的指导意义。以井下实测煤层为地质模型，通过相似模拟技术构建煤层开采条件，结合孔巷电法
系统进行测试模拟与综合分析，提高对“两带”高度值判断的准确性。模拟研究结果表明，孔巷电阻率法对岩层
采动产生的结构变化反应灵敏，单次测试电阻率与背景电阻率比值剖面可有效分辨模型开挖过程中的应力超前、
岩层变形、破坏等特征，判定垮落带高度为0.07m，导水裂缝带高度为0.33m，其相似比例为100，该结果与井
下实测值相一致。
关键词：采矿工程；覆岩破坏；孔巷电法；相似模拟；动态测试
中图分类号：TD32文献标识码：A文章编号：1000–6915(2011)01–0078–06

STUDYOFDYNAMICDETECTIONSIMULATIONOFOVERBURDEN
FAILUREINMODELWORKFACE

ZHANGPingsong1，2，HUXiongwu1，LIUShengdong2
(1.SchoolofEarthScienceandEnvironmentalEngineering，AnhuiUniversityofScienceandTechnology，Huainan，
Anhui232001，China；2.StateKeyLaboratoryofDeepGeomechanicsandUndergroundEngineering，
ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou，Jiangsu221008，China)

Abstract：Throughboreinthetoprockandlaneway，thebore-lanewayobservingsystemisformed.Accordingto
miningvelocity，thechangingcharactersofelectricfieldindifferenttimecanbetested；andthechanginglawof
overburdenfailureaffectedbyminingcanbeanalyzedcomprehensively.Theheightof“twobelts”gainedby
detectionishelpfulforsafetyproductionofmine.Usingthepracticalcoalseamasthegeologicalmodel，the
miningconditionofcoalseamisfoundthroughthetechniqueofthesimilarsimulation.Thedetectionsimulation
isarrangedcombinedwiththebore-lanewayresistivitysystem.Thecomprehensiveanalysisresultcanimprovethe
accuracyfortheheightofthe“twobelts”.Theresearchresultsofsimulationshowthatthebore-laneway
resistivitymethodhassensitivereactiontostructurechangeaffectedbymining.Theresistivityratiosectionof
severaltimeandbackgrounddetectioncanresolveeffectivelythecharactersofstressexcess，distortionandfailure
ofrockduringtheprocessofthemodelmining.Accordingtothedetectingresultsinmodelworkface，theheight
ofcavingzoneis0.07m；andtheheightoffailurezoneis0.33m.Accordingtotheproportionalsimilarityof