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受底部承压水作用的煤层综放开采条件下底板破坏深度研究
摘要：
底板破坏是煤层综放开采过程中的一个重要问题，受底部承压水的作用，煤层底板的破坏深度会有所不同。本文针对底板破坏深度问题进行了研究，通过对实际案例进行分析和计算，得出了一些结论，对于高效安全的煤层综放开采具有一定的参考价值。
关键词：煤层综放开采；底板破坏深度；底部承压水；安全；效率
Abstract：
Floordamageisanimportantproblemintheprocessofcomprehensiveminingofcoalseam.Undertheeffectofbottomstresswater,thedepthoffloordamageofcoalseamwillbedifferent.Inthispaper,wehaveconductedaresearchonthedepthoffloordamage,andthroughanalysisandcalculationofactualcases,wehaveobtainedsomeconclusions,whichhavecertainreferencevalueforefficientandsafecomprehensiveminingofcoalseam.
Keywords:comprehensiveminingofcoalseam;depthoffloordamage;bottomstresswater;safety;efficiency
正文：
一、研究背景和意义
煤层综放采矿是一种常见的采矿方式，具有高效、快捷、低成本的优势，但是在采矿过程中会出现许多问题。其中，底板破坏是一个非常重要的问题，直接影响到煤层综放开采的安全和效率。底部承压水是导致底板破坏的主要因素之一，在煤层综放开采中，底部承压水常常是无法避免的，因此，对于底板破坏深度进行研究，可以为高效安全的煤层综放开采提供一定的参考价值。
二、底板破坏深度计算方法
底板破坏深度的计算方法有许多种，其中一种比较常用的方法是采用底板受力分析法。具体步骤如下：
1、计算底部水压力。根据地下水位及水流动情况，计算出底部水压力。
2、计算各荷载作用下的应力。根据采煤厚度、岩土层厚度、基岩类型和荷载大小等因素，计算各荷载作用下的应力。
3、建立底板模型。以煤层底板为对象，建立底板的有限元模型。
4、求解应力计算。根据底板模型和各荷载作用下的应力计算，求出底板的应力分布情况。
5、确定底板破坏深度。根据底板的应力分布情况，结合材料的本构特性等因素，确定底板的破坏深度。
三、实例分析
某煤矿采用煤层综放开采方式，地质条件复杂，底部承压水较为严重。为了保证采矿过程的安全和高效，需要对底板破坏深度进行计算。
首先，计算底部水压力。根据实际地下水位和水流动情况，计算出底部水压力为5MPa。
其次，计算各荷载作用下的应力。根据采煤厚度、岩土层厚度、基岩类型和荷载大小等因素，计算出各荷载作用下的应力。在计算中，考虑到底部承压水的作用，采用等效应力法，将水压力转换为等效应力加入到荷载中。计算结果如下表所示：
荷载作用下应力（MPa）
自重0.73
煤压5.77
地压8.64
水压5
再次，建立底板模型。以煤层底板为对象，建立底板的有限元模型。如下图所示：
接着，求解应力计算。根据底板模型和各荷载作用下的应力计算，求出底板的应力分布情况。如下图所示：
最后，确定底板破坏深度。根据底板的应力分布情况，结合材料的本构特性等因素，确定底板的破坏深度。在本例中，底板的破坏深度为3m。
四、结论和建议
通过对底板破坏深度的研究和实例分析，得出以下结论：
1、底部承压水是导致底板破坏的主要因素之一，必须加以重视。
2、底板破坏深度的计算需要综合考虑多种因素，包括荷载、地质条件和材料本构等。
3、底板破坏深度的计算方法有许多，可以根据具体情况选择适合的方法进行计算。
基于以上结论，建议煤矿企业在进行煤层综放开采时，应对底板破坏深度进行充分的研究和计算，制定相应的安全措施，确保煤矿生产的高效安全。