深部带压开采煤层底板破坏深度研究——董家河煤矿5号煤层实例

"带压开采煤层底板破坏深度理论分析及数值模拟——以陕西澄合矿区董家河煤矿5号煤层为例" 在煤炭开采领域，随着开采深度的增加，带压开采成为深部矿井不可或缺的技术手段。然而，带压水上采煤带来的重要挑战之一是如何准确预测和控制采动引起的底板破坏深度。该研究以陕西澄合矿区董家河煤矿5号煤层的507综采工作面为实际案例，深入探讨了底板破坏的机理和影响因素。 底板破坏深度的理论分析是基于矿山力学的基本原理，包括矿压理论、岩体应力重新分布理论以及岩层移动理论。通过这些理论，可以推导出底板破坏的预测模型，考虑的因素包括工作面的开采参数（如工作面长度、宽度）、煤层厚度、底板岩性、地应力条件以及开采顺序等。理论分析有助于理解底板破坏的内在规律，但往往难以精确反映复杂的现场情况。 为了弥补理论分析的不足，研究人员结合数值模拟技术，如有限元法或离散元法，对底板破坏过程进行动态仿真。这些方法能更真实地模拟底板岩层的渐进破坏过程，展示底板破坏的时空演变特征。在董家河煤矿的研究中，数值模拟结果显示底板岩层的最大破坏深度为10-11米，这一结果与现场实际观测的数据吻合，验证了模型的可靠性。 此外，通过数据分析和模型校正，研究者还提出了一个经验公式，用于估算该矿底板岩层的破坏深度与工作面斜长和埋深之间的关系。这样的经验公式对于矿井的开采规划和安全预防具有重要的实用价值，能够为底板突水风险的预测提供科学依据，从而指导煤矿的带压开采工作，确保安全生产。 该研究综合运用理论分析和数值模拟，揭示了带压开采下底板破坏的规律，为深部矿井的底板稳定性评估和灾害防控提供了理论支持和技术手段。这一成果不仅对董家河煤矿具有实际指导意义，也为其他类似条件的矿井提供了参考，推动了我国煤矿安全开采技术的发展。