软岩底板突水机理分析及数值试验

刘业娇^1,2,3,4，薛俊华^1,3，袁亮^1,3,4，余国锋^1,3，田志超^2,5，陈本良^1,3

1. 淮南矿业(集团)有限责任公司平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司2. 内蒙古科技大学矿业研究院3. 深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室4. 安徽理工大学5. 东北大学资源与土木工程学院

摘 要：结合煤矿地形特征和煤层赋存条件,通过数理方程确定底板发生破坏的条件,实现对突水通道的初步预测与定位;利用RFPA软件对煤矿软岩底板进行突水机理数值试验研究,进行煤层底板突水路径的应力场、渗流场和声发射演化过程分析,再现底板突水的形成过程,即底板在水压驱动下出现裂纹萌生、扩展以及水压跟踪传递,最后底板隔水层变成导水通道层。研究结果表明:董家河煤矿可通过调控煤层底板突水的条件使之不发生突水事故;该数值计算方法适用于具有类似地质条件的煤矿,可为煤层底板突水机理研究和防范矿井突水事故的发生奠定理论基础和方法指导。

关键词：煤层;软岩底板;突水;RFPA;数值试验;