承压水上开采底板突水机理：理论与数值模拟分析

本文主要探讨了承压水上开采过程中底板突水的机理研究，重点关注的是如何通过Hoek-Brown经验准则的修正公式来评估底板岩体在不同深度下的扰动程度（D值）和地质强度指数（GSI值）。这项研究旨在通过理论计算和数值模拟相结合的方法，深入理解底板的力学行为。 首先，作者利用Hoek-Brown经验准则的修正公式，这是一种广泛应用于岩体稳定性分析的工具，它考虑了岩体的力学特性以及开采活动对其产生的影响。通过这个公式，研究人员能够预测底板在承受水压和采矿应力时可能发生的破坏情况。他们对孙疃矿1028工作面进行了实地考察，收集了距煤层5米处的底板垂直应力数据，以此为基础进行了详细的应力分布分析。 理论计算部分，作者将这些现场数据代入模型，推导出了底板在特定条件下的应力分布情况。这一步骤对于理解和预测潜在的地质灾害至关重要，如底板裂隙的扩展和渗透性增强，可能导致的水压上升和突水风险。 为了验证理论分析的准确性和实用性，作者使用了FLAC3D这种先进的数值模拟软件。FLAC3D是一种三维数值分析软件，常用于地下工程、矿产开采等领域的复杂地质问题研究。通过在同等条件下模拟孙疃矿1028工作面，数值模拟的结果与理论计算的结果达到了良好的吻合，这进一步证实了所采用方法的有效性。 此外，研究还深入探讨了不同开挖步距对底板应力和位移的影响。开挖步距的改变会直接影响到开采过程中的应力分布，进而影响底板的稳定性和突水可能性。通过对这一关键参数的细致分析，研究者揭示了承压水上开采过程中底板运移破坏的动态过程，并试图找出突水规律，这对于优化开采设计、降低安全风险具有实际指导意义。 总结来说，这篇论文通过理论计算和数值模拟手段，探究了承压水上开采过程中底板突水的机理，特别是在岩体扰动、地质强度、应力分布以及开挖步距等因素的作用下，为预防和控制矿井突水提供了科学依据和技术支持。这对于保障矿山开采安全、提高资源开采效率具有重要意义。