基于损伤变量的煤层底板破坏深度计算方法

"该研究由刘启蒙、李鹏飞、张缓缓等人发表在《矿业安全与环保》期刊上，探讨了在煤层底板开采中如何利用损伤变量来精确计算破坏深度的问题。针对传统方法忽视采动损伤的现象，研究者提出了一种结合数值模拟和理论计算的底板岩层损伤变量方法。他们以某矿A组煤开采为例，通过井下钻孔和并行电法探测技术验证了该方法的准确性。研究表明，在断层附近底板应力达到19.70 MPa，底板岩层等效损伤变量D'为0.79，计算出的最大破坏深度为20.27 m，与实测结果的符合度高达93.32%。该成果为快速准确评估底板破坏提供了新方法，并有实际应用价值。" 本文是关于行业研究的一篇技术经验分享，主要涉及以下几个重要的知识点： 1. **煤层底板破坏深度计算**：在煤炭开采过程中，底板的破坏深度直接影响到开采安全和环境保护。传统的计算方法通常忽略采动过程中的损伤效应，导致计算结果可能不准确。 2. **损伤变量**：损伤变量是衡量岩体在开采过程中受力变形和破坏程度的一个重要指标。在本研究中，损伤变量被用来量化底板岩层受到的破坏程度，它结合了数值模拟和理论计算，使得对破坏深度的预测更为科学。 3. **数值模拟技术**：如FLAC3D等软件被用于模拟开采过程中的底板应力变化，这对于理解底板动态响应和预测破坏范围至关重要。 4. **并行电法探测技术**：这是一种非破坏性的地质勘探技术，用于验证底板破坏情况。通过在巷道特定位置钻孔并进行电法探测，可以获取底板的实际情况，与理论计算结果进行对比。 5. **底板岩层等效损伤变量D'**：这是评估底板岩层损伤程度的关键参数，其值0.79表示底板岩层已经处于较高的损伤状态。 6. **破坏深度的准确性**：通过损伤变量计算出的破坏深度与井下实测结果的吻合度高达93.32%，证明了这种方法的有效性和实用性。 7. **应用与意义**：这项研究提供的新方法对于煤矿安全生产和环境保护具有重要意义，它能够帮助矿山管理者快速准确地判断底板采动破坏情况，及时采取措施防止事故的发生。 8. **相关科研项目**：该研究得到了安徽省高等学校省级自然科学研究重大项目、深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目以及国家自然科学基金项目的资助。 9. **作者简介**：刘启蒙博士是主要作者，专注于水文工程地质和矿井水害防治的教学和研究工作。 这篇论文提供了一种创新的底板破坏深度计算方法，强调了损伤变量在分析煤炭开采中底板稳定性问题上的重要作用，为实际工程应用提供了理论支持。