王行庄矿保护层开采的卸压影响范围及消突效果研究.pdf

错误未找到索引项。错误未找到索引项。 全日制硕士学位论文 申请人姓名 郑吉玉 指 导 教 师 胡卫民 教授、魏建平 教授 学 生 类 别 工学硕士 专 业 名 称 矿业工程（安全技术及工程 ） 研 究 方 向 矿山安全技术及工程 河南理工大学河南理工大学安全科学与工程学院安全科学与工程学院 二○二○一二一二年年六六月月 王行庄矿保护层开采的王行庄矿保护层开采的卸压影响范围卸压影响范围及消突效果研究及消突效果研究 万方数据 中图分类号中图分类号712 密密 级公级公开开 UDC 单位代码单位代码10460 王行庄矿保护层开采的卸压影响范围及消突王行庄矿保护层开采的卸压影响范围及消突 效果研究效果研究 Research on the Relief Scope of Influence and Eliminate Outburst Effect of Protective Seam Mining of the Wang xingzhuang Coal Mine 申请人姓名申请人姓名 郑吉玉郑吉玉 申请学位申请学位 工学硕士工学硕士 学 科 专 业学 科 专 业 安全技术及工程安全技术及工程 研究方向研究方向 矿山矿山安全技术及工程安全技术及工程 导导 师师 胡卫民胡卫民 职职 称称 教教 授授 魏建平魏建平 教教 授授 提 交 日 期提 交 日 期 2012.04 答辩日期答辩日期 2012.06 河南理工大学 万方数据 河 南 理 工 大河 南 理 工 大 学学 学 位 论 文 原 创 性 声 明学 位 论 文 原 创 性 声 明 本人郑重声明所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他 个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做 的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。 本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。 学位论文作者签名学位论文作者签名 年年 月月 日日 河南理工大学 学位论文使用授权声明 本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文 的规定，即学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和 电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用 影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。 保密的学位论文在解密后适用本授权。保密的学位论文在解密后适用本授权。 学位论文作者签名学位论文作者签名 导师签名导师签名 年年 月月 日日 年年 月月 日日 万方数据 致致 谢谢 岁月如梭，三年的研究生学习生活即将结束。 在论文完成之际，特别向导师胡卫民教授和魏建平教授致以最崇高的敬意 三年来，胡老师在生活上给我无微不至的关怀，在学习上严格要求，使我在专业 知识方面有了很大提高。感谢魏老师对我学习生活上的指导和帮助，魏老师一丝 不苟的治学精神让我受益匪浅。在论文的选题、撰写和定稿都离不开两位导师的 精心指导，在这里，衷心祝愿恩师永远健康、幸福 衷心感谢王国际教授，田坤云老师。王老师和田老师在生活给予我极大的帮 助，在学习上给了我很多指导，在此表示深深的感谢 感谢王公忠老师、左秋玲老师、孙光中老师在相似模拟实验中给我的指导和 帮助。 感谢感谢安全学院高建良教授、刘明举教授、牛国庆教授、袁东升教授、巩 建中老师、温志辉老师给我学习和生活上的帮助。感谢谭志宏老师给我数值模拟 实验上的帮助。 感谢河南工程学院安全工程系张建国书记、高新春主任、赵广兴主任、王振 江老师、于红老师、吴金刚老师、陈国祥博士、孙文标博士、杜学胜博士、李凤 琴老师以及其他所有老师给我的支持与帮助。 感谢研究生期间所有同学和师兄弟给我的支持与帮助，与你们想处的日子将 是我美好的回忆。 感谢家人对我的支持与鼓励，你们是我一生的财富。 感谢各位专家、教授对论文进行指导，衷心祝愿您身体健康、工作顺利。 万方数据 I 摘摘 要要 在防治煤与瓦斯突出措施中，要求区域措施先行，局部措施补充。开采保护 层作为区域防突措施之一，被证明效果是明显的。本文以王行庄煤矿作为试验区， 主要研究了王行庄煤矿上保护层开采的卸压影响范围和消突效果。 通过保护层开采相似模拟实验对保护层开采过程中被保护层的变形场、应力 场变化、保护范围进行了考察；通过数值模拟实验，对保护层开采后应力场变化、 弹性模量变化、声发射场进行了考察；通过对现场的保护层开采效果考察，分析 了保护层开采前后瓦斯压力变化、瓦斯含量变化、预测指标变化、透气性系数变 化。 保护层开采模拟实验和现场效果表明经保护层开采后，被保护层应力降低， 裂隙发育、瓦斯压力降低、瓦斯含量降低、透气性系数增加。保护层开采对被保 护层保护效果良好。 关键词关键词保护层开采；卸压影响范围；相似模拟；数值模拟；保护效果 万方数据 III Abstract In the control of coal and gas outburst measures required in advance of regional measures, local measures complement. Mining protective seam as one of the regional control outburst measures proved to be the effect is obvious. This paper take the Wang xingzhuang coal protective seam mining as the research pilot site, mainly to study the relief sphere of influence and eliminate outburst effect of a protection seam mining in the Wang xingzhuang mine. Protection seam mining similar simulation experiment on the deation of the protective seam in the process of the protective seam mining field, stress field changes, the scope of protection were investigated;By numerical simulations, changes in the stress field of the protection seam mining, changes in the elastic modulus, the sound of the launch field were investigated;By investigated the Mining effect of the protective seam of the mining face of Wang xingzhuang mine, analysis of the gas pressure changes before and after the protection seam mining, gas content changes, gas forecast index changes and permeability coefficient changes. Protection seam mining simulation experiments and field effect that by the protective seam mining, protective seam of stress to reduce the fractured, gas pressure is reduced, lower gas content, permeability coefficient increased. Protection seam mining to good effect on the protective seam of protection. KeywordsProtective seam mining；Extent of protection；Similar simulation； Numerical simulation； Protection effect； 万方数据 V 目目 录录 摘要摘要 ................................................................. V 目录目录 ................................................................. V 1 1 引言引言 ............................................................... 1 1.1 研究背景、目的及意义 ............................................. 1 1.2 国内外研究现状 ................................................... 1 1.3 本文研究内容 ..................................................... 3 1.4 技术路线 ......................................................... 4 2 2 保护层开采的岩石破裂过程理论分析保护层开采的岩石破裂过程理论分析 ................................... 7 2.1 保护层采动作用沿垂直方向分布规律 ................................. 7 2.1.1 顶板破裂理论 ............................................................. 7 2.1.2 底板破裂理论 ............................................................. 8 2.2 保护层采动作用沿走向基本规律 ..................................... 9 2.3 保护层卸压瓦斯运移规律分析 ...................................... 10 2.3.1 煤层卸压瓦斯越流理论 .................................................... 10 2.3.2 采动裂隙带瓦斯运移规律 .................................................. 11 2.4 本章小结 ........................................................ 13 3 3 试验区概况试验区概况 ........................................................ 15 3.1 矿井概况 ........................................................ 15 3.2 工作面概况 ...................................................... 17 3.3 本章小结 ........................................................ 17 4 4 保护层开采相似模拟保护层开采相似模拟 ................................................ 19 4.1 相似模拟基础理论 ................................................ 19 4.2 相似模型设计 .................................................... 21 4.2.1 试验目的和任务 .......................................................... 21 4.2.2 相似材料选取 ............................................................ 21 4.2.3 原型地质条件 ............................................................ 21 4.2.4 相似参数确定 ............................................................ 22 4.3 模型制作 ........................................................ 23 万方数据 VI 4.3.1 相似材料配比及用量计算 ................................................. 23 4.3.2 模型建立 ............................................................... 24 4.3.3 模型加载过程 ........................................................... 24 4.4 被保护层膨胀变形场分析 .......................................... 27 4.5 被保护层应力场变化分析 .......................................... 28 4.6 保护层保护范围的确定 ............................................ 29 4.6.1 保护范围的确定方法 ...................................................... 29 4.6.2 沿走向的保护范围 ....................................................... 31 4.6.3 沿倾向的保护范围 ....................................................... 32 4.7 本章小结 ........................................................ 32 5 5 保护层开采数值模拟保护层开采数值模拟 ................................................ 33 5.1 数值模拟理论方法与软件介绍 ...................................... 33 5.1.1 岩石破裂过程分析系统 ................................................... 33 5.1.2 相关理论准则 ............................................................ 33 5.1.3 有限元理论 .............................................................. 35 5.1.4 基元的提出 .............................................................. 37 5.2 模型边界条件确定及应力加载 ...................................... 38 5.3 模型参数选取 .................................................... 38 5.4 数值实验结果分析 ................................................ 39 5.4.1 保护层开采过程应力场变化规律 ........................................... 39 5.4.2 保护层开采过程弹性模量变化规律 .......................................... 41 5.4.3 声发射场随工作面推进变化 ............................................... 44 5.4.4 应力及裂隙场分布划分 ................................................... 49 5.5 本章小结 ........................................................ 50 6 6 王行庄矿上保护层开采对被保护层的保护效果王行庄矿上保护层开采对被保护层的保护效果 .......................... 51 6.1 瓦斯压力变化分析 ................................................ 51 6.1.1 瓦斯压力测定方案确定 .................................................... 51 6.1.2 瓦斯压力变化 ............................................................ 52 6.2 瓦斯含量变化分析 ................................................ 53 6.2.1 瓦斯含量测定方法 ........................................................ 53 万方数据 VII 6.2.2 瓦斯含量变化 ............................................................ 54 6.3 预测指标变化 .................................................... 56 6.4 透气性系数变化分析 .............................................. 57 6.4.1 煤层透气性系数测定方案确定 .............................................. 57 6.4.2 透气性变化 .............................................................. 58 6.5 本章小结 ........................................................ 59 7 7 结论及展望结论及展望 ........................................................ 61 7.1 主要结论 ........................................................ 61 7.2 不足与展望 ...................................................... 62 参考文献参考文献 ............................................................ 63 作者简历作者简历 ............................................................ 67 学位论文数据集学位论文数据集 ...................................................... 69 万方数据 1 引言 1 1 引言 1.1 研究背景、目的及意义 煤炭是我国最主要的能源，2011 年我国煤炭产量 35.2 亿吨，同比增长 8.7， 约占一次能源生产总量 78.6[1]。随着开采深度的增加，生产条件和灾害的复杂程 度也随之增大。因此，在各工业部门中，煤矿的事故发生率高，伤亡最为严重。 据统计，2011 年，在煤炭产量持续增长的情况下，全国煤矿发生事故 1201 起、死 亡 1973 人[2]。中国典型煤与瓦斯突出案例中，强度最大的一次突出是 1975 年 8 月 8 日发生在天府矿务局三汇坝一矿主平硐石门揭煤（垂深 412m） ，突出煤量 12780t [3]。 ，防治煤与瓦斯突出是防治煤矿灾害的重要任务之一。 我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家。如何采取有效措施实现安全高效 开采成为摆在煤矿安全工作者面前的重要任务。预防煤与瓦斯突出措施按作用范 围来划分，有区域性措施和局部性措施，其中开采保护层是预防突出最有效、最 经济的区域性预防突出的技术措施[3]。 我国自 1958 年起就成功地使用了此项技术， 目前开采保护层的矿井占突出矿井总数的 30左右[4]。 我国 防治煤与瓦斯突出规定 规定[5] “开采煤层群时必须首先开采保护层” ； “矿井首次开采保护层时，必须进行保护范围及保护效果的考察” 。因此在王行庄 煤矿首次进行保护层开采时，我们要考察保护层对被保护层的保护效果。 1.2 国内外研究现状 随着开采深度的增加，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井逐渐增多，如何采取有效 措施实现安全高效开采成为摆在采矿工作者面前的重要任务。预防煤与瓦斯突出 措施按作用范围来划分，有区域性措施和局部性措施，其中开采保护层是预防突 出最有效、最经济的区域性预防突出的技术措施。几乎所有发生突出的国家，只 要有保护层，都采用这项措施，开采保护层是各国采用的防止突出的主要区域性 防治措施。所谓的保护层，一般是指在突出矿井的煤层群中首先进行开采的非突 出危险煤层，开采保护层后，对有突出危险的煤层产生保护作用，使之消除或减 少突出危险性，达到防止煤与瓦斯突出的目的。根据保护层的位置不同，可分为 上保护层和下保护层。保护层的保护作用机理可以阐述为[6]保护层开采后，首先 使上下岩体像采掘空间移动，使被保护层产生卸压作用，同时应力降低，煤层膨 胀变形，煤层膨胀变形产生裂隙使煤层透气性增大，解析大量瓦斯，使瓦斯含量 和瓦斯压力都有所降低，最后使煤体强度提高。 万方数据 河南理工大学硕士学位论文 2 自从 1933 年法国最先使用这项措施以来， 已在有突出的国家中得到普遍使用。 如中国、波兰、苏联、保加利亚、捷克斯洛伐克、英国、日本、荷兰、比利时等。 尽管保护层的保护作用是卸压和瓦斯解析共同作用的结果，但卸压作用是引起其 它因素变化的根本，卸压是决定性的。 前苏联是研究和应用保护层开采作为防治煤与瓦斯突出的国家之一[7-9]，在保 护层保护效果考察，保护层保护范围划定，保护层开采后瓦斯运移规律以及裂隙 瓦斯抽采等方面都取得的大量成果。 我国保护层开采自 1958 年以来，在北票、南桐、中梁山、天府、松藻等局矿 进行了开采解放层防止煤和瓦斯突出的实践。取得了显著的效果。以后又逐渐在 红卫、立新、六枝等局矿进行了推广应用。近年来淮南矿业集团作为保护层开采 治理瓦斯的典范，取得了大量的现场试验经验成果和科研成果，为我国的保护层 开采技术提供了可借鉴意义[10]。 刘天泉院士等[11]在研究煤矿开采覆岩破坏与导水裂隙分布的基础上，沿工作 面回采方向分为“横三区” ，即支承影响区、离层区、重新压实区，沿垂直方向岩 体移动分为“竖三带” ，即垮落带、断裂带、整体弯曲下沉带；钱鸣高院士[12-15]等 提出了岩层控制的关键层理论，认为起局部控制作用的岩层为关键层。关键层与 岩体的强度、厚度、载荷有关。关键层理论，对后来的“O”形圈理论以及基于该 理论的瓦斯抽采有着重要的指导意义。李树刚教授等[16,17]通过相似模拟实验分析 了关键层对椭抛带的影响，主要分析了关键层位于椭抛带上方、关键层切割椭抛 带、以及回采后的椭圆区分布三类情况。程远平，俞启香，袁亮等[18]对煤与瓦斯 共采理论进行了研究，试验研究了远程保护层（70m）卸压下实现保护层卸压，透 气性系数增大三千多倍，实现了煤与瓦斯共采的目的。2004 年，石必明、俞启香、 等[19]运用 RFPA 数值模拟得出了随保护层开采上覆岩层破裂、应力变化、膨胀变 形等规律。淮南矿业集团对淮河水下和松软低透气煤层应用保护层开采实践，对 保护护层开采后的保护效果及范围进行了研究[20]；刘泽功、范维澄、廖光煊等[21] 针对保护层开采后卸压裂隙发育特征，应用沿走向长钻孔抽取卸压瓦斯，取得了 良好效果。2005 年，谷明轮[22]通过对下保护层开采岩移观测给出了采动裂隙的分 布规律。石必明，俞启香[23,24]采用相似模型试验，应用非接触式高级摄影技术对 远距离保护层开采后被保护层的膨胀变形进行了观察，与传统方法相比提高了精 度。研究认为在远距离保护层开采时，被保护层弯曲下沉，在一定范围内发生膨 胀变形，引起煤层透气性增大。2006 年，刘泽功、袁亮[25]认为低透性松软高瓦斯 万方数据 1 引言 3 煤层群的治理首先应开采关键卸压层，对卸压后顶底板岩裂隙变化、瓦斯运移等 规律进行了研究，发现存在竖向发育裂隙区。卸压瓦斯沿裂隙通道汇集到‘O’形 圈内,因此形成瓦斯积存池。2008 年，石必明，刘泽功[26]运用 RFPA 软件对保护层 开采后被保护层的裂隙及变形进行了分析， 提出被保护层垂直变形呈 “M” 型分布， 并阐述了层间距对膨胀变形的影响。 我国自 1958 年起成功地使用了开采保护层的技术，但由于不同矿井煤层赋存 条件的差异，以及在保护层开采中对于防治煤与瓦斯的作用规律还认识不够。煤 岩体中瓦斯的涌出、突出等是一种包括吸附瓦斯解吸与瓦斯分子扩散等的复杂过 程，它与煤岩体的空隙结构破坏特性、矿山压力、煤层瓦斯压力、瓦斯含量、瓦 斯的吸附解吸特性等关系密切，因此在理论和实践上所取得的成果都是阶段性的。 鉴于开采保护层的良好效果，王行庄矿开采二3煤作为保护层，对于被保护层二1 煤的卸压作用有这重要意义。 1.3 本文研究内容 1 通过对王行庄煤矿保护层开采地质条件、矿井概况、11051 和 11053 工作 面概况进行阐述，在此基础上确定保护层开采试验的措施、技术路线、以及现场 个参数测定方法。现场考察了保护层开采后被保护层的瓦斯压力、流量、透气性 系数、瓦斯含量，得到被保护层的瓦斯压力、流量、透气性变化随工作面推进的 变化规律。 2 实验室相似材料模型试验。在运用固体力学理论、矿山压力关键层新理论 及相似理论，分析覆岩关键层初次破断失稳及周期来压过程，被保护层覆岩膨胀 变形后形成的瓦斯运移通道特性基础上，通过实验室相似材料模拟试验，分析覆 岩垮落带和规则移动带高度的变化，被保护层离层量及其动态变化。着重分析关 键层破断后远程被保护层变形及应力变化规律，研究被保护层卸压效果。对保护 范围的方法进行了分析，针对保护范围方法确定的单一性提出一些见解。在应力 分析的基础上，划定被保护层的保护范围。 3 通过数值模拟实验，对保护层开采后应力场变化、弹性模量变化、声发射 场进行了考察。考察了上覆岩层垮落情况，对保护层开采后沿走向的应力分布进 行了分析，对上覆岩层和底板煤岩体裂隙变化进行了分析，并对“上三带”和“下 两带”高度进行确定。 4 王行庄煤矿现场试验研究。根据王行庄矿地质赋存条件和保护层开采理 万方数据 河南理工大学硕士学位论文 4 论，进行保护层开采、卸压瓦斯抽放、瓦斯综合治理以及关键瓦斯参数与保护效 果考察，现场考察被保护层瓦斯压力、钻孔瓦斯流量、瓦斯含量、煤层透气性等 参数的变化规律，及被保护层煤层回采过程中瓦斯预测解析指标 q、Δh2的变化规 律。通过与保护层开采前的原始参数相比较，得出保护层开采的保护效果。 1.4 技术路线 本论文的题目为王行庄矿保护层开采的卸压影响范围及消突效果研究，因此 从保护层开采的相关理论出发，研究内容主要分为卸压影响范围和消突效果两个 部分，通过保护层开采相似模拟和数值模拟对保护层开采的卸压影响范围进行分 析，通过王行庄煤矿保护层开采现场试验，现场考察 11053 工作面开采后对 11051 工作面的保护效果。王行庄矿保护层开采的相似模拟主要考察膨胀变形、应力变 化、保护范围，王行庄矿保护层开采数值模拟主要模拟保护层开采后的应力场变 化、弹性模量变化、声发射变化、以及裂隙发育后的带状分布，并对各带的高度 进行划分。王行庄矿保护层开采现场试验主要考察 11053 工作面回采过程中及回 采后瓦斯压力变化、瓦斯含量变化、预测指标变化和透气性系数变化。通过对王 行庄矿保护层开采的卸压影响范围分析和保护层开采现场效果分析，给出结论总 结及指导应用。技术路线如图 1-1 所示。 万方数据 1 引言 5 王行庄矿保护层开采的卸压影响范围及消突效果研究 保护层开采的岩石破裂过程相关理论分析 保护层开采相似模拟保护层开采数值模拟 保护层开采现场试验 膨 胀 变 形 变 化 分 析 应 力 变 化 分 析 保 护 范 围 划 定 应 力 场 变 化 弹 性 模 量 变 化 声 发 射 场 变 化 裂 隙 带 分 布 划 分 瓦 斯 压 力 变 化 分 析 瓦 斯 含 量 变 化 分 析 预 测 指 标 变 化 分 析 透 气 性 变 化 分 析 分析保护层开采的卸压影响范围分析保护层开采保护效果 结论总结及指导应用 1 1- -1 1 技技术路线图术路线图 Fig.1-1 Technology roadmap 万方数据 2 保护层开采的岩石破裂过程理论分析 7 2 保护层开采的岩石破裂过程理论分析 2.1 保护层采动作用沿垂直方向分布规律 2.1.1 顶板破裂理论 钱鸣高教授等在 60 年代提出覆岩层活动中的“砌体梁”模型雏形，后于 70 年代末在孔庄矿采动上覆岩层活动观测中得到了证实，于 80 年代初形成了采场上 覆岩层活动规律中老顶岩层破断后的“砌体梁”力学模型以及老顶岩层“板”的 “O-X”型破断规律等科研成果，在国内外产生了较大的影响。在 90 年代末，进一 步提出了岩层控制中的“关键层”理论[12]，对采场矿山压力的解释作了进一步补 充，尤其是对采动过程中整个上覆岩层内节理裂隙与离层的形成、发育及分布规 律作出更全面的解释。钱鸣高根据砌体梁理论对煤层开采后上覆岩层运动规律提 出了“上三带”的分布规律。这三带分别为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。 （1）冒落带 冒落带是在采动影响下，岩体受力失稳，破断的岩块呈不规则垮落。多数情 况下是由直接顶冒落形成的。冒落带距保护层距离一般小于等于 10m，在冒落带 内形成层间纵横交错的互相沟通的裂隙，瓦斯顺着层间裂隙运移到保护层。 （2）裂隙带 裂隙带内，岩石的完整性遭到破坏，随着冒落的的垮落而下移。裂隙带位于 冒落带之上，约在保护层上方 10～50m 的范围内。在此带内，裂隙发育，但裂隙 间的沟通有一定的阻力。瓦斯通过层间裂隙运移至保护层。 （3） 弯曲下沉带 此带也可称为弹塑性变形带或岩层弯曲带。弯曲下沉带的移动具有连续性和 整体性。仅仅产生弹塑性变形，没有形成相互沟通的裂隙，此带内瓦斯沿着被保 护层内裂隙运移，不涌向保护层。 开采保护层后，周围的岩层和煤层会发生移动变形，随着距离开采层距离加 大岩层变形和移动减弱，其规律一般按负指数曲线变化。根据前苏联矿山测量研 究所的研究，顶板岩层位移量随层间距离衰减可用下式表示 0m h e    2-1 式中 m在冒落时开采层顶板的最大位移，在0时，m2； 系数，取决于开采深度、岩性、煤层倾角和采空区尺寸， 0.0025-0.0047； 万方数据 河南理工大学硕士学位论文 8 h层间距离，m。 根据煤科总院重庆分院的研究，表示保护作用程度的煤层膨胀变形值  与层 间距的关系可以用指数方程表示。 0 h e      2-2 其中  距离保护层h处被保护层的膨胀变形值； 0 最大膨胀变形值； 取决于开采深度及层间岩性的系数，对中梁山局南矿 0 0.00668， -0.067； h层间距离，m。 2.1.2 底板破裂理论 （1） “下三带”理论 李白英等[27,28]在矿井底板突水灾害的防治方面取得了，提出了“下三带理论及 其配套技术“， 形成了新的较完善的理论应用体系， 并已得到生产实践验证。 ， 提 “下 三带”包括采动底板破坏带、完整岩层带和原始导高带，并得出了底板破坏深度 与采面斜长之间的线性关系，代表了底板变形理论研究的新成果。 底板破坏的下三带理论，有经验法和理论法，经验法公式如下 1 h0.70070.1079L 2-3 或 1 h0.0085H0.16650.1079L-4.3579 2-4 式中 H采深，m; 倾角，； L采面斜长，m。 根据不同的破坏准则，理论法有多种，由断裂力学、莫尔库伦破坏准则得 到底板破坏公式 22 1 2 1.57 4 c H L h    2-5 式中 底板岩体平均密度，N/m 3； H采深，m； L采面斜长，m； c 岩体单轴抗压强度，MPa。 施龙青等在开采煤层底板“三带”划分理论基础上，提出了开采煤层底板破 万方数据 2 保护层开采的岩石破裂过程理论分析 9 裂“四带”划分理论[29,30]， “四带”包括矿压破坏带、新增损伤带、原始损伤带、 原始导高带。施龙青等推导出开采煤层底板“四带”理论中各带厚度的计算公式， 提出了底板突水判别方法。 根据底板破坏的四带理论，底板破坏带相关公式如