应用超声波检测技术现场探测了"原岩(包括断层带)-注浆-开采"全过程中底板岩体弹性模量,研发了一种用于斜孔探测的探头保护装置。并结合岩块破裂与注浆效果的超声波探测室内试验,应用损伤力学分析了注浆增强及开采损伤对底板岩体弹性模量的影响规律。以岩体弹性模量数值及其变化率为基准,提出了"弹模增强度"和"弹模损伤度"的参量,定量测量了注浆加固及开采对底板岩体弹性模量的"增强-损伤"程度。结果表明:注浆加固对泥岩弹模增强度最大,达到640%~733%;砂岩次之,为241%~300%;灰岩最小,为146%~216%;受开采影响,不同岩性的岩体弹模损伤度差异不大,为21%~35%。研究成果将注浆和开采对岩体力学强度的影响细化到主要岩性,对具体岩性的影响提升为定量。这有助于全面认识注浆加固防治工作面底板突水的机理及定量分析其效果;有助于诸多防治水理论和方法在注浆加固工作面的应用。同时,形成了全过程中岩体弹模的现场定量观测方法,丰富了注浆加固效果检测手段,对制定注浆加固工程方案具有指导意义和实用价值。

国家重点基础研究发展(973)计划项目(2013CB227903)；国家自然科学基金项目(51504095)；