建立数值模型，精细模拟底板破坏过程，获得塑性区分布特征，为精细感知底板变形破坏提供更准确的量化参考。使用钻孔多参数协同监测，通过电极电流值和分布式光纤应变值来精细感知、表征煤层底板变形破坏过程。通过对特征参数图谱分析，将煤层采动底板的变形破坏过程分为四个阶段：无影响阶段、微影响阶段、显著影响阶段和破坏阶段。同时采用核密度图和数据统计分析相结合的方式，阐明埋深不同的监测点参数响应差异。结果对煤层底板采动过程多参数感知方法的研究具有借鉴作用。
姚多喜，刘畅
安徽理工大学 地球与环境学院
煤层采动过程中，通过测试参数感知底板变形破坏过程是采场地质保障的有效方式。利用有限差分法构建煤层采动底板破坏数值模型，获取塑性区的分布和演化特征，结果显示底板破坏深度为21 m。在煤层底板钻孔中植入电缆和分布式光纤，通过对电极电流值和光纤应变的连续采集，获得采动效应下的特征参数图谱，进一步分析底板的变形破坏程度。结果表明：电极电流的初始值在40 mA以上。随着工作面的推进电流值轻微升高，当工作面推进到孔口附近时，电流降到1 mA以下，岩层破坏；光纤测试方面，随着工作面的推进光纤应变不断增大，当工作面靠近孔口时，光纤应变峰值为8.589×10−3，之后岩层破裂，能量释放，光纤应变回弹。电极电流和光纤应变参数图谱显示底板的变形破坏过程分为4个阶段，分别为无影响阶段、微影响阶段、显著影响阶段和破坏阶段。监测数据对底板变形破坏过程起到了良好表征作用，但存在一定差异，具体表现在超前应力和破裂伊始的感知上，电极电流的响应要略早于光纤应变。电极电流的结果显示底板破坏深度为20.8 m，光纤应变的结果显示底板破坏深度为21.0 m。构建电极电流值和应变值的核密度图，对于底板浅部的监测点，数据点离散程度较大；而埋深较大的监测点受动效应影响较小，回采过程中数据点分布较为集中，离散程度较小。通过多测试参数联合感知，实现煤层采动底板变形破坏过程的精细表征和评价。
教授
博士生导师
姚多喜（1960年—）安徽理工大学教授，理学博士，博士生导师，安徽省模范教师、安徽省技术领军人才。长期从事煤矿水害预防与突水灾害治理理论、技术研究，主持国家自然科学基金、省部级重大安全生产项目、以及煤炭企业委托科研项目近三十余项，在煤层顶底板水害防治与理论研究方面取得系列研究成果。受聘国家煤矿防治水事故调查组成员，安徽省安全生产专家组地质安全专家、安徽省煤炭工业协会煤炭工业技术委员会煤田地质专家组成员。研究成果获省部级科学技术二等奖1项，三等奖3项，发表学术论文50余篇。受安徽省经济和信息化委员会委托出版的《安徽省煤矿水文地质及水害防治技术》专著，发行6000余本，作为安徽省四大矿业集团从事煤矿水害防治技术人员，以及煤矿安全生产管理人员的工作手册。
1）揭示了灰岩含水体上煤层开采底板破坏机理，确定了底板采动稳定性的判断准则，为煤矿灰岩水防治探索出了一条新的定量方法。
2）基于煤层底板的非均质性、层间的滑动效应，分析了底板采动破坏深度及突水危险性的制约机制，对有效防止底板突水事故的发生具有重大的理论和现实意义，较之前的将底板当作一个整体来研究，具有明显的创新性。
3）自主研制了煤层底板破坏与递进导升协同突水定点动态监测系统，建立了采场底板破坏与递进导升协同突水的力学模型，揭示了底板破坏与递进导升协同作用的突水机理。
姚多喜，刘 畅. 煤层采动底板变形破坏过程多参数精细感知方法研究[J]. 煤炭科学技术，2023，51（7）：44−52
YAO Duoxi，LIU Chang. Multi-parameter fine sensing method of deformation and failure process of coal seam mining floor[J]. Coal Science and Technology，2023，51（7）：44−52
END 责任编辑：常 琛
整 理：冯春晖
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整 理：冯春晖
