張平松，劉 暢，歐元超，孫斌楊，許時(shí)昂，李圣林

準(zhǔn)格爾煤田特厚煤層開采底板破壞特征綜合測(cè)試研究

張平松，劉 暢，歐元超，孫斌楊，許時(shí)昂，李圣林

(安徽理工大學(xué) 地球與環(huán)境學(xué)院，安徽 淮南 232001)

鄂爾多斯盆地準(zhǔn)格爾煤田某礦石炭–二疊系6煤層為特厚煤層，平均可采厚度17.0 m，其底板受到灰?guī)r水的威脅。針對(duì)這種情況，現(xiàn)場(chǎng)采用分布式光纖傳感及跨孔電阻率CT原位綜合測(cè)試技術(shù)，先后獲得了采動(dòng)過程中多個(gè)工作面底板破壞應(yīng)變場(chǎng)及地電場(chǎng)響應(yīng)特征數(shù)據(jù)。結(jié)合巖樣加載變形破壞的判別閾值參數(shù)及探測(cè)實(shí)踐，對(duì)采區(qū)內(nèi)4個(gè)工作面底板測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，獲得了區(qū)內(nèi)底板巖層破壞空間特征及其規(guī)律認(rèn)識(shí)。分析認(rèn)為底板破壞在垂向上具有明顯的分帶性，采區(qū)工作面底板破壞深度在7.2~16.5 m，主要破壞層位在細(xì)砂巖以上層段，擾動(dòng)影響最大深度在33 m左右，主要擾動(dòng)層位在砂質(zhì)泥巖以上層段；底板破壞在橫向上具有超前性，超前距離在25~ 60 m范圍；區(qū)內(nèi)工作面底板破壞特征具有一定的相似性，動(dòng)壓影響下的底板損傷程度在空間上呈東北區(qū)域淺、西南區(qū)域深的分布規(guī)律。原位測(cè)試所獲得的數(shù)據(jù)對(duì)區(qū)內(nèi)6煤層水害防治及安全開采具有指導(dǎo)作用。

特厚煤層；底板破壞；分布式光纖；跨孔電阻率CT；鄂爾多斯盆地

鄂爾多斯盆地煤炭資源儲(chǔ)量豐富，是石炭–二疊、侏羅系煤層復(fù)合成煤期的特大型煤田，同時(shí)也是我國(guó)煤炭工業(yè)戰(zhàn)略西移的重點(diǎn)區(qū)域。其中，準(zhǔn)格爾煤田石炭–二疊系煤層的沉積環(huán)境為海相環(huán)境，含煤巖系中往往有厚度不一的多層碳酸鹽巖，使得近灰?guī)r煤層開采時(shí)，灰?guī)r類巖溶水是礦井突水主要水源之一，會(huì)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)構(gòu)成潛在的威脅。而且，奧灰承壓水煤層的安全開采問題一直是煤炭生產(chǎn)中備受關(guān)注的重大課題[1-2]。眾所周知，煤層采出后必然造成采空區(qū)域圍巖體應(yīng)力狀態(tài)的重新分布，其結(jié)果會(huì)造成底板巖層運(yùn)移、巖體變形破壞。評(píng)價(jià)采動(dòng)過程中底板破壞深度及關(guān)鍵隔水層狀況是底板突水防治的重要內(nèi)容。當(dāng)?shù)装灏l(fā)生破壞后，可能形成導(dǎo)水通道會(huì)降低煤層底板巖層的阻水能力，增加底板發(fā)生突水的危險(xiǎn)性[3]。因此，準(zhǔn)確掌握煤層開采底板破壞特征及其分布規(guī)律，對(duì)煤層安全生產(chǎn)具有重要的理論和實(shí)踐指導(dǎo)價(jià)值。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于采動(dòng)底板變形破壞規(guī)律的研究主要可概括為3類方法：室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)、解析計(jì)算以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。其中，由于底板采動(dòng)變形特征及破壞程度的影響因素較多，而且煤層開采過程中底板巖體的應(yīng)力狀態(tài)也在不斷的變化，所以，室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)與解析計(jì)算得到的結(jié)果往往與實(shí)際存在一定的偏差[4-9]。相對(duì)來說，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法是揭示底板采動(dòng)變形破壞情況最直接、有效的方法[10-11]。其主要包括鉆孔注水法、鉆孔應(yīng)變法、孔中地球物理方法以及光纖測(cè)試法等。前兩種方法應(yīng)用的時(shí)間較早，也較為成熟，但鉆孔注水法的測(cè)試受施工場(chǎng)地條件限制大，成本高，動(dòng)態(tài)測(cè)試精度有限，鉆孔應(yīng)變法的測(cè)試過程較復(fù)雜，且兩種方法對(duì)于測(cè)試地質(zhì)條件均有較高要求，難以滿足快采掘模式下煤礦安全生產(chǎn)發(fā)展的需要[2-3,12-14]?？字械厍蛭锢矸椒ㄖ饕ǖ卣鸩úㄋ俜?、單孔高密度電阻率法、孔–巷地震波CT技術(shù)、跨孔電阻率CT等[15-16]。其中，跨孔電阻率CT應(yīng)用居多，主要通過在工作面底板中施工不同深度鉆孔，在孔中安置電極進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集，結(jié)合巖層變形與破壞過程中巖層地電參數(shù)特征改變加以分析，進(jìn)一步獲得底板巖層變形與破壞規(guī)律，以及期間采動(dòng)應(yīng)力的變化過程[17]。光纖測(cè)試法與孔中地球物理方法針對(duì)的場(chǎng)源不同，具有測(cè)試精度高，便于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，與地球物理方法結(jié)合可以多參數(shù)解釋，相互驗(yàn)證，其方法與技術(shù)相輔相成，近年來逐漸受到科研工作者的廣泛關(guān)注。筆者所在的課題組自1999年開始進(jìn)行采場(chǎng)圍巖變形與破壞井下觀測(cè)技術(shù)研究，主要利用孔中地球物理方法[18]；于2012年將BOTDR分布式光纖技術(shù)應(yīng)用到采場(chǎng)圍巖變形破壞的實(shí)測(cè)研究中，并在淮南煤田、鄂爾多斯盆地相關(guān)煤田進(jìn)行了系列應(yīng)用，取得了較好的測(cè)試效果[19-20]。綜上，諸多學(xué)者對(duì)底板采動(dòng)變形破壞規(guī)律進(jìn)行了深入研究，取得了大量的研究成果，推動(dòng)了底板防治水工作的進(jìn)步。

西部煤炭資源開發(fā)于近年興起，對(duì)于準(zhǔn)格爾煤田深埋特厚煤層綜放開采條件下的區(qū)域底板變形破壞規(guī)律研究尚不豐富。因此，本文以準(zhǔn)格爾煤田某礦6煤層開采為研究背景，利用分布式光纖及電阻率CT原位綜合測(cè)試技術(shù)，先后對(duì)區(qū)內(nèi)多個(gè)工作面開展動(dòng)態(tài)測(cè)試，分析了特厚煤層開采條件下底板變形破壞特征與分布規(guī)律，可為區(qū)域內(nèi)同類條件煤層開采的水害防治提供技術(shù)參考。

1 研究區(qū)概述

研究區(qū)地處鄂爾多斯盆地東緣，晉陜蒙三省交界地帶，東臨黃河，在構(gòu)造上位于山西臺(tái)背斜與鄂爾多斯臺(tái)向斜的過渡地帶、天橋巖溶水系老牛灣子系統(tǒng)的西北部。井田總的構(gòu)造為具有波狀起伏的近南北走向，向西傾斜的單斜構(gòu)造[21]。研究礦區(qū)6煤層平均厚度17 m，為現(xiàn)階段主采煤層。由于6煤層底板與奧陶系灰?guī)r地層界面頂間隔僅50~70 m，加之礦區(qū)范圍內(nèi)底板地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，動(dòng)壓下底板防治水安全探查和治理尤其重要。圖1為研究區(qū)煤礦工作面分布及依據(jù)61303工作面鉆孔給出的6煤底板巖層結(jié)構(gòu)。

目前已在該礦完成4個(gè)工作面，6組測(cè)試斷面，共計(jì)18個(gè)底板測(cè)試鉆孔的原位數(shù)據(jù)采集，工作面屬性參數(shù)見表1。通過在底板鉆孔中植入光纖及地電參數(shù)聯(lián)合觀測(cè)系統(tǒng)，測(cè)試回采過程中底板巖層應(yīng)變和地電場(chǎng)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化過程，根據(jù)測(cè)試結(jié)果分析底板巖層時(shí)空演化特征，獲得了相應(yīng)的結(jié)果和認(rèn)識(shí)。

2 研究區(qū)工作面底板破壞特征

2.1 采區(qū)鉆孔原位數(shù)據(jù)獲得

各個(gè)工作面測(cè)試斷面數(shù)據(jù)通過布設(shè)的底板孔孔中觀測(cè)系統(tǒng)獲取，鉆孔位置及設(shè)計(jì)參數(shù)主要根據(jù)探查主要任務(wù)及現(xiàn)場(chǎng)施工條件等確定。通常，在測(cè)試斷面的回風(fēng)巷設(shè)計(jì)底板巖層破壞鉆孔測(cè)試系統(tǒng)，每個(gè)斷面共施工3個(gè)底板鉆孔，其中1、2號(hào)孔朝向工作面回采方向，與回風(fēng)巷道夾角50°左右，具有超前感知作用；3號(hào)孔垂直回風(fēng)巷朝向面內(nèi)底板施工，聚焦感知采動(dòng)超前應(yīng)力。每個(gè)斷面設(shè)計(jì)基站，鉆孔設(shè)計(jì)立體空間狀態(tài)如圖2所示。每一鉆孔中全孔安裝分布式光纜和電法線纜，其中光纖全線兼具傳感傳輸功能，可采集全孔沿線數(shù)據(jù)；電法電極間距根據(jù)孔深設(shè)計(jì)和定制，通常為2.0~3.0 m。受篇幅所限，具體的斷面測(cè)試方法及過程參見相關(guān)文獻(xiàn)[22]，在此不再贅述。其中分布式光纖測(cè)試采用BOTDR解調(diào)儀進(jìn)行應(yīng)變參數(shù)采集[23-24]，電法測(cè)試采用網(wǎng)絡(luò)并行電法儀進(jìn)行電流、電位參數(shù)采集[25-27]。

圖1 研究區(qū)測(cè)試概況

表1 工作面情況匯總

圖2 底板三維鉆孔布設(shè)方式

2.2 底板破壞特征分析

在單一工作面觀測(cè)基礎(chǔ)上，以多個(gè)工作面測(cè)試結(jié)果作為分析與評(píng)價(jià)依據(jù)，研究典型特厚煤層綜放開采條件下的底板巖層破壞特征及其演變規(guī)律。綜合考慮煤層埋深和地質(zhì)構(gòu)造情況，分析和討論研究區(qū)內(nèi)6煤層底板破壞的空間分布特征。

2.2.1 61303工作面底板測(cè)試斷面示例分析

61303工作面設(shè)計(jì)兩組測(cè)試斷面，現(xiàn)以斷面一為例進(jìn)行簡(jiǎn)要敘述。井下測(cè)試從2019年2月25日工作面開采位置距離測(cè)試孔口138 m時(shí)起，至3月29日工作面開采位置越過測(cè)試孔口52 m時(shí)止，共進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集25次。其中應(yīng)變數(shù)據(jù)、地電場(chǎng)數(shù)據(jù)根據(jù)采動(dòng)進(jìn)程進(jìn)行定期采集，測(cè)試全程多場(chǎng)數(shù)據(jù)的變化穩(wěn)定、奇異性小，整體質(zhì)量良好。本節(jié)僅選擇部分?jǐn)?shù)據(jù)及結(jié)果進(jìn)行說明，對(duì)應(yīng)的工作面開采記錄信息見表2。

表2 工作面開采位置信息記錄

煤層回采過程中，根據(jù)受力狀態(tài)及破壞形式的不同橫向上可以分為超前應(yīng)力支撐區(qū)、采空卸壓區(qū)及采空壓實(shí)充填區(qū)?；跍y(cè)試獲取的應(yīng)變場(chǎng)、地電場(chǎng)數(shù)據(jù)相對(duì)變化特征，結(jié)合“橫三區(qū)”劃分理論，對(duì)應(yīng)將其分為三個(gè)階段進(jìn)行解釋說明[28]。

對(duì)于光纖應(yīng)變觀測(cè)中，2月25日至3月12日1號(hào)和2號(hào)孔傳感光纜逐漸感知所受壓應(yīng)變且不斷增大，表明測(cè)試區(qū)底板巖層內(nèi)受到工作面超前支承壓力的影響在逐漸增大，但不同深度巖層內(nèi)的應(yīng)力變化存在差異，在彈性模量差異較大的巖層分界面處應(yīng)力變化最為明顯，尤其是在細(xì)砂巖和9下煤之間的巖層分界面處(圖3a)。3月12日至16日，底板巖層受工作面超前應(yīng)力影響加劇，導(dǎo)致不同巖性巖層受力變形或剪切錯(cuò)動(dòng)存在明顯差異，使得各光纜先后發(fā)生光路損壞甚至局部斷裂。其中，1號(hào)光纜先后在細(xì)砂巖與9下煤、砂質(zhì)泥巖與細(xì)砂巖的分界面處受損，2號(hào)光纜在深度為25 m的細(xì)砂巖內(nèi)出現(xiàn)受損現(xiàn)象，這較好地反映了底板巖層各主破裂段的開始時(shí)間及其位置。同時(shí)，3號(hào)光纜在0~32.7 m深度的巖層范圍內(nèi)受到明顯持續(xù)增大的壓應(yīng)力(圖3b)。隨著煤層開采到達(dá)測(cè)試孔口位置，底板巖體變形破壞程度明顯加劇并向6.5~32.7 m的深部巖層傳遞。至3月29日，鉆孔應(yīng)變變化趨于穩(wěn)定，底板垂深在0~6.5 m的砂質(zhì)泥巖層內(nèi)出現(xiàn)壓應(yīng)力減小、拉應(yīng)力增大的變化，穩(wěn)定時(shí)拉應(yīng)變達(dá)到了+1 450 με(圖3c)。分析認(rèn)為：底板受到工作面煤層及上覆圍巖的超前支承壓力作用產(chǎn)生擠壓破壞區(qū)，隨著工作面開采后形成了采空區(qū)，底板巖層卸壓膨脹并產(chǎn)生底臌，導(dǎo)致底板淺部破壞區(qū)的巖層裂隙受拉而再次破壞擴(kuò)張，但隨著上覆巖體的垮落壓實(shí)，底板淺部破碎巖體間裂縫發(fā)育程度有所收斂并最終穩(wěn)定，其特征明顯。

圖3 采動(dòng)過程中底板巖層應(yīng)變分布

對(duì)于地電場(chǎng)參數(shù)觀測(cè)中，通過采用AM法[25-27]數(shù)據(jù)采集方式，聯(lián)合1號(hào)和2號(hào)測(cè)試孔開展了跨孔數(shù)據(jù)采集，實(shí)施空間地電場(chǎng)電阻率反演處理，獲得了各時(shí)段底板巖層電阻率動(dòng)態(tài)分布結(jié)果(圖4)。初次采集獲得底板巖層背景電阻率值在25~200 Ω·m (圖4a)。當(dāng)工作面推進(jìn)至距離孔口為56.5 m時(shí)，底板深度在15.9 m范圍內(nèi)的巖層電阻率變化明顯，局部電阻率值達(dá)到了1 200 Ω·m，這表明此時(shí)受工作面超前采動(dòng)影響，巖體整體受壓，局部區(qū)域巖體產(chǎn)生裂隙，導(dǎo)電性變差；深度在15.9~26 m范圍內(nèi)的巖體電阻率值也出現(xiàn)較為明顯的變化，其擾動(dòng)及破壞特征顯現(xiàn)。工作面開采距孔口17.5 m時(shí)，采空區(qū)底板巖體應(yīng)力卸荷導(dǎo)致裂隙擴(kuò)展連通加劇，深度為0~15.9 m范圍內(nèi)巖層形成了上下貫通的異常高阻區(qū)域，其電阻率高值達(dá)1 800 Ω·m(圖4b)。隨著工作面開采越過孔口，上覆巖體垮落并將應(yīng)力傳遞至底板巖層，應(yīng)力重新分布，拉張裂隙部分閉合或收縮，破碎巖體在一定程度上再次壓實(shí)，使得層內(nèi)電阻率值整體出現(xiàn)緩慢降低趨勢(shì)，且在0~15.9 m深度內(nèi)電阻率值整體高于15.9~32.7 m層段(圖4c)。這些現(xiàn)象為底板巖層變形與破壞特征區(qū)域的劃分和確定提供依據(jù)。

圖4 采動(dòng)過程中底板巖層電阻率分布

2.2.2 工作面底板破壞擾動(dòng)綜合測(cè)試結(jié)果

通過上述多場(chǎng)多參數(shù)測(cè)試，對(duì)區(qū)內(nèi)4個(gè)工作面底板破壞特征進(jìn)行綜合分析，并依據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)構(gòu)建的巖石加載變形破壞與應(yīng)變、電阻率值間相關(guān)關(guān)系，以及多個(gè)區(qū)域工作面探測(cè)實(shí)踐結(jié)果，巖層原位測(cè)試解釋中，閾值選取時(shí)采用巖層變形的絕對(duì)應(yīng)變量(800 με以上)和相對(duì)應(yīng)變量(超平均應(yīng)變量3倍以上)進(jìn)行變形與破壞劃分判識(shí)，同時(shí)利用巖層電阻率值的相對(duì)變化量(超背景電阻率值3~5倍及以上不等)進(jìn)行變形與破壞輔助劃分及綜合判斷；煤層底板淺部受采動(dòng)影響大，巖層直接破壞，裂隙發(fā)育，其應(yīng)變變化量大且電阻率改變大，解釋為破壞特征，而其下部巖層在層間差異變化，局部裂隙發(fā)育，但裂隙間具有不連續(xù)性，應(yīng)變變化量較大且電阻率有變化，解釋為擾動(dòng)特征。區(qū)內(nèi)各工作面底板破壞深度等多場(chǎng)綜合判定數(shù)據(jù)信息見表3。

表3 各工作面底板綜合測(cè)試結(jié)果

對(duì)區(qū)內(nèi)各工作面底板損傷等測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化表達(dá)(圖5)，可以發(fā)現(xiàn)，受采動(dòng)影響導(dǎo)致的底板損傷程度在空間上具有一定的規(guī)律性。其中，東北側(cè)61101工作面底板破壞深度在7~10 m范圍，而距離其較近的南側(cè)61103工作面底板破壞深度則達(dá)到12~14 m，但兩個(gè)工作面的底板擾動(dòng)影響深度差異不大，基本在23~26 m深度范圍；西側(cè)的61201工作面底板破壞深度為13~16 m，在研究區(qū)南部的61303工作面底板破壞深度最深，在15~17 m范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)的兩工作面底板擾動(dòng)深度區(qū)域分布規(guī)律也基本一致。從整體上看，研究區(qū)內(nèi)煤層底板損傷程度分布呈東北區(qū)域淺、西南區(qū)域深的特點(diǎn)。

圖5 研究區(qū)內(nèi)采動(dòng)底板損傷程度

對(duì)奧灰頂界與擾動(dòng)影響區(qū)間的厚度分布規(guī)律分析，一定程度上可以反映不同區(qū)域底板突水危險(xiǎn)等級(jí)，為研究區(qū)周圍其他未采面的底板突水風(fēng)險(xiǎn)判識(shí)及防治措施制定提供指導(dǎo)。圖5c中，層間厚度的分布呈東部區(qū)域厚、西部區(qū)域薄的特點(diǎn)。其中，61101和61103工作面層間厚度為28~30 m，61303工作面內(nèi)的層間厚度差異較小，基本上在22 m，而61201工作面層間厚度最薄，約為19~21 m。對(duì)區(qū)內(nèi)底板損傷深度等數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，所獲得結(jié)果可為底板破壞空間分布規(guī)律研究及底板突水高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)預(yù)警提供指導(dǎo)。

2.3 底板破壞垂向特征

將選取的4個(gè)測(cè)試斷面依據(jù)巖層埋深參量對(duì)比(圖6)，可以看出：特厚煤層動(dòng)壓影響下底板破壞及擾動(dòng)影響范圍多分布于巖層分界面附近，巖層分界面上下巖石在彈性模量、剪切模量、抗拉強(qiáng)度等參量存在差異，導(dǎo)致在應(yīng)力重新分布下表現(xiàn)的承載能力不同，所處的變形破壞階段也不同。底板破壞深度、最大擾動(dòng)深度與巖層的巖石力學(xué)屬性等密切相關(guān)。煤層開采底板影響范圍受煤厚、巖層結(jié)構(gòu)、開采方式等多種因素影響，相對(duì)來說，特厚煤層開采時(shí)，其底板破壞及擾動(dòng)深度較其他類型煤厚有一定的增加，但規(guī)律性特征不強(qiáng)。結(jié)合區(qū)內(nèi)具體工作面底板探查數(shù)據(jù)，除61201以外，其余緊鄰灰?guī)r上方的砂質(zhì)泥巖層均未受破壞擾動(dòng)影響，關(guān)鍵隔水層段完整。

圖6 研究區(qū)內(nèi)采動(dòng)底板損傷程度垂向展布

3 結(jié)論

a.基于分布式光纖傳感技術(shù)及跨孔電阻率CT原位綜合測(cè)試技術(shù)，對(duì)準(zhǔn)格爾煤田某礦6煤開采期間的底板巖層變形與破壞過程及其特征進(jìn)行研究，認(rèn)為6煤底板破壞在垂向上具有明顯的分帶性，采區(qū)工作面底板破壞深度在7.2~16.5 m，主要破壞層位在細(xì)砂巖以上層段；擾動(dòng)影響最大深度在33 m左右，主要擾動(dòng)層位在砂質(zhì)泥巖以上層段；底板破壞在橫向上具有超前性，各工作面的超前影響距離為25~60 m。

b.區(qū)內(nèi)各工作面底板破壞特征具有一定的相似性，采動(dòng)影響作用下底板損傷程度在空間上呈東北區(qū)域淺、西南區(qū)域深的分布規(guī)律；奧灰頂界與擾動(dòng)區(qū)層間距分布呈東部區(qū)域厚、西部區(qū)域薄的特點(diǎn)；垂向上底板破壞及擾動(dòng)影響多分布于巖層分界面附近，其對(duì)關(guān)鍵隔水層段的擾動(dòng)較小。

c.利用井下多個(gè)斷面的原位測(cè)試數(shù)據(jù)，構(gòu)建研究區(qū)底板變形破壞四維變化特征，有助于發(fā)揮多場(chǎng)多參數(shù)測(cè)試大數(shù)據(jù)的綜合判識(shí)作用。結(jié)合井下底板巖層結(jié)構(gòu)及構(gòu)造特征，加強(qiáng)對(duì)原位測(cè)試參數(shù)閾值確定及構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域的專項(xiàng)監(jiān)測(cè)研究，為礦井水害防治技術(shù)應(yīng)用及安全生產(chǎn)提供更為精準(zhǔn)、可靠的支撐。

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Comprehensive testing research on floor damage characteristics of mining extra-thick seam in Jungar Coalfield

ZHANG Pingsong, LIU Chang, OU Yuanchao, SUN Binyang, XU Shi’ang, LI Shenglin

(School of Earth and Environment, Anhui University of Science & Technology, Huainan 232001, China)

The 6th coal seam of the Carboniferous Permian in a coal mine in the Ordos Basin of Inner Mongolia is an extra-thick coal seam with an average minable thickness of 17.0 m. Its floor is threatened by limestone water. Distributed sensing optical fiber technology and cross-hole resistivity CT in situ comprehensive testing technology were used in the field, and the response characteristics of strain field and geoelectric field were obtained successively during mining. Combined with the threshold value of the discriminant parameter for loading deformation and failure of rock samples and detection section of practice, the monitoring data of the floor of four working faces in the mining area are analyzed comprehensively, and the detailed characteristics and evolution distribution law of the floor failure in the area are obtained. The floor failure has obvious zonation in vertical direction. It is believed that the floor failure depth of the working face in the mining area is 7.2-16.5 m, and the main damage layer is in the fine sandstone interval. The destructive disturbance zone is approximately 33 m deep, mainly in the sandy mudstone interval. The failure of the soleplate has a transverse leading stress effect, and the leading influence distance varies from 25 to 60 m. In addition, the damage characteristics of the floor in the study area are similar to a certain extent. The damage degree of floor caused by mining is spatially distributed in shallow areas in the northeast and deep areas in the southwest. The data obtained from the on-site test has a guiding role for the safe mining of the 6th coal seam in the deep part of the area and the prevention of water hazard.

extra-thick coal seam; damage of coal seam floor; distributed optical fiber; cross-hole resistivity CT; Ordos Basin

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語(yǔ)音講解

TD163

A

1001-1986(2021)01-0263-07

2020-11-05；

2021-01-25

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41877268)；安徽省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(1804a0802213)

張平松，1971年生，男，安徽六安人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，從事地質(zhì)工程及地球物理方面的研究. E-mail：pszhang@sohu.com

張平松，劉暢，歐元超，等. 準(zhǔn)格爾煤田特厚煤層開采底板破壞特征綜合測(cè)試研究[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2021，49(1)：263–269. doi：10.3969/j.issn.1001-1986.2021.01.029

ZHANG Pingsong，LIU Chang，OU Yuanchao，et al. Comprehensive testing research on floor damage characteristics of mining extra-thick seam in Jungar Coalfield[J]. Coal Geology & Exploration，2021，49(1)：263–269. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.01.029

(責(zé)任編輯 聶愛蘭)