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固液耦合模式下含断层缺陷煤层回采诱发底板损伤及断层活化突水机制研究
摘要：随着煤炭资源的逐渐枯竭，煤炭开采技术也在不断升级和改进。固液耦合回采技术作为一种高效、节能的采煤方法，越来越受到广泛关注。然而，固液耦合回采过程中，一个难以避免的问题是地质构造的复杂性，其中断层缺陷是不可忽视的因素，会引起底板损伤和断层活化突水等问题。本文主要针对固液耦合模式下含断层缺陷煤层回采诱发底板损伤及断层活化突水机制进行研究，通过数值模拟和实验研究，得出了相应的结论和建议，为煤矿安全生产提供了一些有价值的参考。
关键词：固液耦合回采；断层缺陷；底板损伤；断层活化突水
1.研究背景
目前，我国煤矿生产环境日益严峻，其中最主要的问题就是煤层底板和顶板的稳定性。针对这一问题，研究者们不断提出新的采煤技术。固液耦合回采技术是一种新型的采煤方法，其有效地解决了传统回采方法中存在的诸多问题。但是，底板损伤和断层活化突水等问题依然是固液耦合回采面临的主要挑战。
2.研究方法
本文主要采用了数值模拟和实验研究的方法。数值模拟首先建立了一个固液耦合采场的三维模型，然后通过分析模型中的应变、应力和变形情况，得出了底板损伤和断层活化突水的机制。实验研究则采用了压力控制型钻孔测试方法，对采场底板和断层进行了力学性质测试，以验证数值模拟结果的可靠性。
3.研究结果
（1）底板损伤机制：在固液耦合回采过程中，由于底板处于一定的应力状态下，煤层顶部的巨大压力会导致底板传递应力，在煤层破坏时，底板上将出现弧形破坏裂缝，随着采空区的扩大，底板上的多个弧形破坏裂缝将会相互连接形成整体破坏面。同时，底板上的小裂缝也会随着时间推移不断扩张，引起底板的整体破坏。
（2）断层活化突水机制：在固液耦合回采过程中，断层缺陷是一个不可忽视的因素。当采场向断层缺陷方向前进时，会引起断层缺陷的活化，活化后的断层缝隙不仅会加剧岩层变形和剪切带的发展，还会增加煤层顶部的剪切应力，引发顶部煤层和底部岩层的破裂，进而导致突水事故的发生。
4.研究结论
本文通过数值模拟和实验研究得出了固液耦合回采中含断层缺陷煤层回采诱发底板损伤及断层活化突水的机制。在固液耦合回采施工中，应注重针对底板损伤和断层活化突水现象所采用的针对性措施，例如首先应加强采掘煤层保护底板的措施，同时加强对断层的调查和预警，加大断层处的支柱、支护和注浆强度，尽量减少断层的活化。这些措施有助于减少固液耦合回采过程中的地质灾害，保障采煤安全。