·1134· 北京科技大学学报 第36卷 73.6m范围内的底板岩体破裂处于萌生和发展阶 值模拟得到的底板塑性区破坏深度与现场微震监 段.底板最大破坏深度出现在工作面后方73.6m 测结果进行对比，模拟结果显示的底板塑形破坏 处，深度达16.3m.研究发现，数值模拟得到的煤矿 深度为14m,而现场微震监测得到的底板破坏平 回采过程中工作面底板应力场与微震监测得到的岩 均深度为15m(图9中h所示)，二者结果较为接 体破裂场具有很好的一致性，可以很好地解释和分 近，说明微震监测能较为准确、客观地反映底板采 析岩体内部发生微破裂（微震事件）的原因和规律 动破坏深度.数值模拟的工作面底板破坏形态如 为了进一步验证微震监测结果的准确性，将数 图10所示. 煤层原板 破坏类型 无破坏 剪切破坏过去) 剪切破坏过去)、张拉破坏过去) 剪切破坏当前)、剪切破坏过去)、张拉破坏过去) 剪切破坏（当前、剪切破坏过去） 张拉破坏（过去） 张拉破坏（当前）、剪切破坏过去)、张拉破坏（过去） 煤层底板 底板塑性破坏区 张拉破坏（当前）、张拉被坏过去) ■剪切破坏当前、张拉破坏当前、剪切破坏过去)张拉破坏过去) 图10底板塑性破坏区 Fig.10 Plastic failure zone of the floor 根据微震监测和数值模拟的结果，结合矿区工 坏深度为14~15m. 作面岩层剖面图进行分析，可以得到采动裂隙带、隔 (4)理论分析与现场实测均表明，高精度微震 水层和含水层的相对位置关系，从而预测底板突水 监测技术可有效地监测煤层采动过程中底板突水通 的危险性，在已开采工作面，采动底板破坏深度为 道的形成演化过程，是实现矿井突水超前预测预报 14~15m,而煤层底板到奥灰岩的距离为58m,且奥 的有效手段，在类似矿区具有十分重要的推广和应 灰岩没有出现岩体破裂微震活动事件.由此可以确 用价值. 定，按照目前的开采方式及开采进度，底板没有突水 危险 参考文献 [1]Peng S P,Wang J A.Safety Mining above Aquifer Zone.Beijing: 5结论 Coal Industry Press,2001 (彭苏萍，王金安.承压水体上安全采煤.北京：煤炭工业出 (1)现场监测是确定底板采动破坏的主要途径 版社，2001) 和依据，采用微震监测技术对底板采动破坏进行实 [2]Hu W Y,Tian G,Li KK.The resistant mechanism and control 时动态监测，丰富了底板突水通道形成的研究手段 factors of coal seam floor aquiclude to high pressure water intru- (2)根据煤层顶底板岩层组合及其结构性质特 sion.Coal Geal Explor,2008,36(6):38 (虎维岳，田干，李抗抗，煤层底板隔水层阻抗高压水侵入机 点，建立了反映完整底板岩层组合的工程地质模型， 理及其控制因素.煤田地质与勘探，2008,36(6)：38) 数值模拟结果很好地解释了微震活动事件的空间分 [3]Liu S C,Liu J M,Jiang Z H,et al.Research on electrical predic- 布规律.基于开采过程中不断演化的应力场进行微 tion for evaluating water conducting fracture zones in coal seam 震活动规律和底板稳定性的动态分析，不仅使微震 floor.Chin J Rock Mech Eng,2009,28(2):348 活动规律的解译具备了理论支撑，而且数值模拟结 (刘树才，刘鑫明，姜志海，等.煤层底板导水裂隙演化规律 的电法探测研究.岩石力学与工程学报，2009,28(2)：348) 果得到了实测数据的验证. [4]Zhu S Y,Ju Y J,Zhao ZZ,et al.Field measurement study on (3)现场微震监测和数值模拟均表明采煤工作 deformation and destruction of"three-soft"coal seam floor of Cha- 面受回采扰动影响底板岩体出现超前支撑压力增大 ohua coal mine.Chin J Geotech Eng,2009,31(4):639 区和采空区应力低值区，底板潜在突水通道的形成 (朱术云，鞠远江，赵振中，等.超化煤矿“三软”煤层采动底 经历了采前应力集中和采后应力释放，工作面附近 板变形破坏的实测研究.岩土工程学报，2009,31(4)：639) [5]Li P Q,Bai H Y,Ma J,et al.Failure height development law of 底板以下15m范围形成了突水通道，该区域内岩体 overburden thick loose strata above fully mechanized coal mining 微震破裂事件聚集现象明显，采用现场微震监侧和 face under thin base rock.Coal Sci Technol,2012,40(1):35 数值模拟相互结合的方法，确定采动条件下底板破 (李佩全，白汉营，马杰，等.厚松散层薄基岩综采面覆岩破? 1 1 3 4 ? 北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷 范 围 内 的 底 板 岩体破裂 处于 萌 生和 发 展 阶 值模 拟得到 的底 板 塑 性 区 破 坏深度 与 现场 微 震监 段 底 板最 大 破坏 深 度 出 现 在 工 作 面 后方 测 结果进行 对 比 , 模 拟结 果显 示 的 底 板 塑 形 破 坏 处 深度 达 研究发 现 , 数值模拟得到 的 煤矿 深 度 为 , 而 现场 微震 监 测 得 到 的 底 板 破 坏平 回 采过程 中 工作面底 板应力 场 与 微震监测 得到 的 岩 均深度 为 图 中 所示 ) , 二者 结果 较 为 接 体破裂 场具有很好 的 一 致性 , 可 以 很 好 地解 释 和 分 近 , 说 明 微震监测 能 较 为准 确 、 客 观地 反 映 底 板采 析 岩体 内 部 发生微破裂 ( 微震 事件 ) 的原 因 和规律 动破坏深度 数 值模 拟 的 工 作 面 底 板破 坏 形 态 如 为 了 进一 步验证微震 监测 结果 的 准确 性 , 将数 图 所示 剪切 破坏 过 去 、 张 拉破坏 过 去) 剪切 破坏 当 前 、 剪 切破坏 过 去 、 张 拉破坏 过去 ) 剪切 破坏 当 前 、 剪切破 坏 过 去 ) 张拉 破坏 过 去 ) 张拉破坏 当 前 、 剪 切破坏 过 去 、 张 拉破坏 过去 ) 张拉破坏 当 前 、 张拉 破坏 过 去) ■ 剪切破坏 当前 、 张拉破坏 当前 、 剪切 破坏 过去 、 张拉破坏 过去 ) 图 底板 塑 性破坏 区 根据微震监测 和 数值模 拟 的结果 结合 矿 区工 坏深度 为 作 面岩层剖 面图 进行 分析 , 可 以 得 到 采动 裂 隙带 、 隔 ( 理 论分 析与 现场 实测 均表明 , 高 精 度微震 水 层 和 含水层的 相 对 位 置关 系 , 从而 预 测 底 板 突 水 监测 技 术可 有效地监测 煤层 采动 过程 中底 板 突水通 的危 险 性 在 已 开采 工作 面 , 采 动 底 板破坏 深 度 为 道的 形 成演 化过 程 , 是 实 现 矿井突 水 超 前预 测预 报 , 而煤层底板 到奧灰岩 的 距离为 , 且奥 的有效 手段 , 在类 似 矿 区 具有 十 分重要 的 推广 和应 灰岩 没有 出 现岩 体破裂微震 活动 事件 由 此 可 以 确 用 价值 定 , 按照 目 前 的 开采方式及开 采进 度 底 板没有 突水 参 考 文 献 危险 ： 结论 彭苏萍 , 王金 安 承压水 体上 安 全采 煤 北 京 ： 煤 炭 工 业 出 现场 监测是确 定底 板采动破坏 的主要途径 版社 , 和 依据 采用微震监测技术 对底 板采 动破 坏进 行实 时 动态监测 , 丰富 了 底 板突水通道 形成 的研究手段 根据煤层顶 底板岩层组合及 其结构性质特 ° 。 ’ ( 虎 维 岳 , 田 干 , 李抗抗 煤 层底板 隔 水层 阻抗高 压水侵 人机 建 了 反 映兀 整底 板 石层』 的 工禾王 地质模 土 ’ 理及其 控制 因 素 煤 田 地质 与 探 , ： 数值 模拟结果 很好地 解释 了 微震活 动 事件 的 空 间 分 布 规律 基于开米过 程 中 不断 演化的 应力 场 进“ ！了 彳放 震活 动规律和 底 板稳定性 的 动 态 分析 , 不 仅使微震 。。 ： 活动 规律 的 解译具备 了 理论 支 撑 , 而且数值模拟结 等 田 … 五丨 丨 了 十 测斯 从 必’ 丁 的电 法探 测研究 岩石 力学与 工程学 报 , ： 果侍到了 头测 数据 的 验证 「 … 」 现场做震监测 和数值 吴拟 均表明 米 煤工作 面受 回 采扰动影响 底板岩体出 现超前支 撑压 力增 大 。 , ： 区 和采空 区应 力 低值 区 , 底 板 潜在 突水 通 道 的 形 成 ( 朱术 云 , 鞠远 江 , 赵 振中 , 等 超化煤 矿 “ 三软 ” 煤层 采 动 底 经历 了 采前应力 集 中 和 采后 应 力 释放 , 工 作 面 附 近 板 变形 破坏 的实 测 研究 岩土工 程学报 , ： 底 板以 下 范 围形成 了突 水通 道 , 该 区 域 内 岩体 ‘ 微震 破裂事 件聚 集 现象明 显 米 用 现场 微震监 测 和 ： 数 值模拟 相互结合 的 方法 , 确 定采 动 条件 下 底 板破 ( 李佩 全 , 白汉 营 , 马 杰 , 等 厚松散层 薄 基 岩综 采 面覆 岩 破