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深部开采底板破裂与裂隙扩展演化基础试验研究
摘要
在开采深部矿井时，底板的破裂和裂隙扩展问题是需要重点关注的。本文基于实验室模型试验，在不同开采深度、采场大小、煤厚等条件下，研究了底板破裂及裂隙扩展演化的规律。试验结果表明，底板破裂和裂隙扩展是一种复杂的现象，会受到多种因素的影响，且会在矿井开采过程中逐渐加剧。因此，在矿井的开采过程中，应当采取有效的措施，来保障矿井的安全开采和人员的生命安全。
关键词：底板破裂；裂隙扩展；矿井开采；实验研究
引言
当今，煤炭等矿产资源已成为了人们生产和生活中不可或缺的重要物质，然而多年的矿井开采过程中，不断加速了矿床耗竭，同时也引来了矿井开采安全问题的不断突出。其中，深部煤矿开采面积较大，采空区面积增大，大面积采动面对大量应力，导致岩体变形应力增强，地表区域受到了罕见的灾害，因此我国对深部矿井开采问题的重视程度也日益增加。底板是矿井开采过程中的一个重要部件，底板破裂和裂隙扩展都会对矿井的安全开采造成影响。本文基于实验室模型试验，研究底板破裂及裂隙扩展演化规律，为矿井安全开采提供参考。
实验方法
实验材料
本次实验选用了煤炭、薄木板、聚苯乙烯泡沫等材料制作实验模型。
实验条件
底板破裂和裂隙扩展的模型试验要求在实验室内进行。实验室应当具备良好的通风和排水设施，温度和湿度应当控制在合适的范围内。试验室内的仪器设备应当符合国家标准，仪器设备应当定期维修和校准。
实验流程
1.制作实验模型
选取不同材料制作实验模型，模型尺寸要与实际底板相符。
2.开展应力试验
对实验模型施加不同的压力，以模拟矿井开采过程中底板受到的应力变化。
3.测量数据
记录实验模型底板变形、破裂、裂隙扩展的数据，并进行数据分析和处理。
实验结果
1.底板破裂
实验结果表明，在矿井开采过程中，底板受到的应力会随着开采深度增加而逐渐增加，同时受到的应力变化也会加剧底板的破裂现象。当底板破裂时，其裂缝会呈现出逐渐扩张的趋势，且扩张的速度会随着时间的增加而增加。
2.裂隙扩展
底板裂缝的扩张会导致裂隙扩展，同时裂隙扩展也会在矿井开采过程中逐渐加剧。实验结果表明，在不同的开采深度和采场大小下，裂隙扩展的规律有所不同，但总体趋势都是裂隙面积逐渐增大，且裂隙在矿井开采过程中逐渐向上移动。
结论
底板破裂和裂隙扩展是一种复杂的现象，在深部矿井开采中会对矿井的安全开采造成不良影响，因此在矿井开采过程中应当采取有效的措施来保障矿井的安全开采和人员的生命安全。