薄煤层开采覆岩“三带”可视化探测方法研究.pdf

73Rta three zones in thin coal seam miningJ.Safety in Coal Mines,2023,54(8):73-80.移动扫码阅读GUO Huanhuan,QIU Liming,LIUQiang,et al.Research on visualization detection method of overlying stra-(8):73-80.郭欢欢，邱黎开采覆岩带可视化探测方法研究,2023,54D0I:10.112023.08.013SafetyinCoal MinesAug.20232023年8 月煤砺发全No.8Vol.54第8 期第5 4 卷薄煤层开采覆岩“三带 可视化探测方法研究郭欢欢，邱黎明2，3,刘强？，杨乘4（1.永贵能源开发有限责任公司西秀分公司，贵州安顺5 6 10 0 1;2.北京科技大学土木与资源工程学院，北京10 0 0 8 3；3.陕西省煤矿水害防治技术重点实验室，陕西西安7 10 0 7 7;4.贵州盘江煤电集团技术研究院有限公司，贵州贵阳5 5 0 0 0 0）摘要：薄煤层资源开采受上覆煤层瓦斯影响严重，采空区覆岩“三带”范围的探测对安全生产具有重要意义。基于此，开展了煤岩加载电阻率测试实验，分析了煤岩受载破坏过程中电阻率变化和分布规律，并根据现场实际进行了覆岩“三带”埋深规律理论分析及数值模拟，然后开展现场测试。应用直流电法进行的工作面电法测试正演“三带”视电阻率分布规律主要结论如下：煤样裂隙的扩展导致电阻率的变化，其电阻率突增点与煤岩破坏点具有良好的对应性；煤岩受载破坏过程中，电阻率等值线图在载荷作用下存在异常区域，且随煤岩受载产生的不均匀变形产生迁移；煤层开采中采空区受到割顶后集体下沉，将会在采空区上部的裂隙区形成较大的割裂区域，这部分割裂区域内部存在着较大的裂隙，并且会扩展到回风巷顶板岩层中，导致岩层中裂隙增加。电法探测结果表明：实践矿井工作面到垮落带水平距离约为2 0 m左右，断裂带影响阻值变大，其高度为17 m，该结果与理论计算及数值模拟结果一致。关键词：薄煤层开采；覆岩“三带”；电法测试；可视化探测；数值模拟中图分类号：TD326+.2文献标志码：A文章编号：10 0 3-4 9 6 X(2023)08-0073-08esearch on visualization detection method of overlyingg strata three zones in thin coal seam miningGUO Huanhuan,QIU Liming3,LIU Qiang,YANG Cheng*(1.Xixiu Branch of Yonggui Energy Development Co.,Ltd.,Anshun 561001,China;2.School of Civil and Resource Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China;3.Shaanxi Key Laboratory of Coal Mine Water DisasterControl Technology,Xi an 710077,China;4.Guizhou Panjiang Coal Power Group Technology Research Institute Co.,Ltd.,Guiyang 550000,China)Abstract:The mining of thin coal seam resources is seriously affected by the overlying coal seam gas.The detection of threezones of goaf roof is of great significance to the safety production.In this paper,we carried out loading coal and rock resistivitytesting experiment,analyzed the loading damage in the process of coal and rock resistivity change and distribution,and carried onthe theoretical analysis and numerical simulation of overlying strata three zones according to the actual embedded depth,and thencarried out field test.Direct current method has been used to test the forward three-zone apparent resistivity distribution.The main conclusions are as follows:the resistivity changes due to the crack propagation of coal samples,and the resistivity surgepoint corresponds well with the failure point of coal and rock;in the process of coal and rock failure under load,there areabnormal areas in the resistivity cloud diagram under load,and it migrates with the uneven deformation of coal and rock underload;the collective subsidence of the goaf after the roof is cut in the coal seam mining will form a large sectioned area in the收稿日期：2 0 2 2-0 6-17责任编辑：朱蕾基金项目：国家自然科学基金资助项目（5 2 0 0 4 0 16）；陕西省煤矿水害防治技术重点实验室开放基金资助项目（2 0 2 1SKMS05）作者简介：郭欢欢（19 8 6 一），男，河南永城人，工程师，本科，主要从事煤矿开采、企业管理等方面的研究。E-mail:通讯作者：邱黎明（19 9 1一），男，河南周口人，副教授，博士，主要从事煤岩动力灾害监测预警方面的研究。E-mail：q i u l m u s t b.e d u.c n74SafetyinCoal MinesAug.20232023年8 月No.8Vol.54煤防发全第8 期第5 4 卷fracture area of the upper part of the goaf.There are large cracks in this part of the sectioned area,and it will extend to the roofrock of the return air roadway,resulting in the increase of cracks in the rock;the electrical detection results show that thehorizontal distance from the working face to the caving zone is about 20 m,and the influence resistance value of the fracture zonebecomes larger and its height is 17 m,which is consistent with the theoretical calculation and numerical simulation results.Key words:thin coal seam mining;overlying strata three zones;electrical test;visual detection;numerical simulation煤炭是我国的主要能源，在我国发展中发挥了巨大的贡献。但随着工业化的发展，以煤炭为主的化石能源的大量利用释放了大量的温室气体，造成了严重的环境问题。我国煤炭资源赋存条件复杂，煤岩动力灾害风险较大 2-3 ,特别是对于薄煤层开采矿井，碳中和压力较大。如何提高煤层开采的智能化水平，降低灾害发生的风险，提高资源采出率，是薄煤层开采矿井实现碳中和的重要途径。在采煤工作面推进过程中，上覆岩层随着煤层的采动逐渐发生垮落，在采空区形成垮落带、断裂带、弯曲下沉带等纵向“三带”。这些“三带”范围探测精度有限，导致采空区遗漏煤现象严重，造成了薄煤层的煤炭资源损失浪费。因此，对于薄煤层采空区覆岩“三带”范围的监测极为重要。直流电法基于探测煤岩内部电阻率的差异，能够反映出煤层内部的结果变化 2-3 。吴荣新等 4 通过在工作面高抽巷布置电法测试系统监测，发现回采工作面采动应力的变化与覆岩破坏电性呈周期性变化相一致；张平松等 5 在煤层顶底板位置布置电法测试装置对采动应力超前规律及顶板变形与裂隙发育特征进行分析，其垮落带和断裂带高度与“三下”开采规程计算数值相吻合；杨伟俊等 6 通过在边坡稳定性分析中引进超高密度直流电法系统，进行数据分析充分说明了直流电法在边坡稳定性分析中的高效便捷；刘树才等7 通过巷道内接收地面-巷道直流电阻率法技术分析偶极源电场及不同深度归一化电位差曲线分布特征，可有效探测巷道全方位隐蔽致灾因素；孙希奎等 8 通过电阻率法动态监测对工作面底板应力分布及破坏规律进行探究，得出了电阻率变化与开采对工作面的扰动关系，解决了相应煤层底板突水问题；王超等 9 基于电阻率与岩石孔隙率、体积应变之间的关系推导出了电阻率与体积应变的关系，并对不同区域的电阻率系数进行了研究。关于煤层内部变化的精细化研究，已应用于水力压裂区域的影响范围测试、煤炭火灾勘察 等；LI等 12 、吴小平等 13 研究了直流电法三维有限元模拟方法;高卫富等 14 、刘玉等 15 利用ANSYS对全空间直流电法的异常体进行了正演数值模拟。由此可见，直流电法探测技术具有探测范围广、精度高的特点，能实现对复杂结构的可视化探测基于此,开展了煤岩加载电阻率测试实验，分析了煤岩受载破坏过程中电阻率变化和分布规律，并根据现场实际进行了覆岩“三带”埋深规律理论分析及数值模拟；基于实验及数值模拟基础，开展了直流电法现场测试，探究了覆岩“三带”的视电阻率分布规律；研究有助于为煤层开采提供技术支持，全方位保障矿井的安全生产。1煤岩加载电阻率响应规律1.1煤岩受载破坏过程电阻率变化规律为了确定煤体受载破坏过程的电阻率变化规律；本实验测试了某矿区2 种煤样的电阻率单轴破坏变化情况。其中载荷控制系统试验机采用YAW-600微机控制电液伺服煤岩试验机，电阻表采用LCR电表，仪器由本研究采用VICTOR4080LCR测试仪器。测试方法如图1。2 块不同试样的电阻率变化情况及最终破坏情况如图2。321绝缘垫片；2 一煤样；3 一LCR电表。图1实验加载示意图Fig.1Schematic diagram of experimental loading从图2 可以看出：a煤样电阻率随着加载的进行呈现出“波动变化-缓慢上升-加速上升”的变化趋势，其中波动段电阻率分布在6 0 0 Qm左右，随后在煤样破坏时电阻率突增到了9 0 0 Qm以上；而b煤样电阻率在整个加载过程中呈现出“下降-波动变化-突增”的变化趋势，初始电阻率接近14 0 0Qm，但随着电阻率下降，在8 0 0 Qm左右波动变化，最后在煤样的破坏段发生突增。2 种煤样的前段变化受到煤质影响度有所区别；但2 种煤样的电阻率均在破坏阶段发生了突增，这与破坏发生的时间75SafetyinCoal Mines2023年8 月Aug.2023煤砺发全Vol.54No.8第8 期第5 4 卷302590020850800三15750107005650600020 406080100120140160时间/s(a）a 煤样2.60025一应力2400一电阻率2.200202.000三158006001040020051000800050100150 200250300时间/s(b)b煤样图2煤样加载电阻率变化情况及最终破坏情况示意图Fig.2Schematic diagram of resistivity change and finalfailure of coal samples under loading具有良好的一致性；因为煤样电阻率的突增可以看做是煤样破坏的物理反应。1.2受载破坏煤岩电阻率分布规律电法仪采用YBD11型矿用网络并行电法仪，仪器主要由YBD11-Z矿用本安型网络并行电法仪主机（以下简称主机）、YBD-11C矿用本安型网络并行电法仪采集站（以下简称基站）以及两段连接线组成。实验系统如图3。123主机基站1一直流电法仪及连线电极；2 一试验机；3 一煤样。图3 电阻率分布测试实验示意图Fig.3Schematic diagram of resistivity distributiontest experiment煤样破坏过程电阻率等值线如图4，破坏后煤样实拍图如图5。电阻率/（Qm）-44.00-8u/-122.40-160.80-2050204060800 x/mm（a）初始加载阶段电阻率/（2 m）-42.40-8uu/z-121.60-160.80-2050204060800 x/mm(b）)5 0 k N载荷电阻率/（Qm）-41.00uu/z-8-120.60-160.20-200204060800 x/mm（c）10 0 k N载荷电阻率/(2 m)-40.96wu/z-8-120.64-160.32-200204060800 x/mm(d）)15 0 k N载荷电阻率/(2 m)40.48-8wu/z-120.32-160.16-2050204060800 x/mm(e）2 0 0 k N载荷电阻率/（Qm）42.40-8wu/z-121.60-160.80-200204060800 x/mm（f）破坏后（峰值载荷2 6 0 kN）图4煤样破坏过程电阻率等值线图Fig.4Resistivity diagrams of coal sample failure process由图4 可知：在初始尚未加载阶段，煤样电阻率总体呈现近小远大的分层规律，只在中间区域有部分异常区域，表明此时煤样内部孔隙较为均匀；而随着记载的进行，电阻率等值线图逐渐呈现出不均匀的变化，即内部孔隙随着载荷呈现了不均匀的变迁，煤样内部在载荷作用下出现了应力集中区域，由于应力集中会使得电阻率先下降，不难看出在5 076Safetyin Coal Mines2023年8 月Aug.2023Vol.54No.8煤防发全第5 4 卷第8 期图5 石破坏后煤样实拍图Fig.5Actual shooting of damaged coal sample200kN载荷时煤样中部均存在低阻的应力集中区域，而在破坏载荷时该区域转化为高阻区域。由图5 可知：在煤体结构上可见大量的宏观破裂；与煤岩宏观破裂区域的位置与图4 中大面积的高阻异常区域是一致的。2煤层开采覆岩“三带”分布特征2.1应用矿井概况安顺某矿井含煤地层为上二叠统龙潭组，由细砂岩、粉砂岩、黏土质粉砂岩、燧石灰岩及煤层等交替组成。共含煤2 2 层，一般含煤9 17 层，自上而下编号为MoM18。可采煤层3 层，即Mo、M、M。煤层，均大部可采。Mo、M s、M，煤层分别产于PL和PL3中，其中M，为稳定型煤层，评价厚度1.5 3 m，M：为较稳定型煤层，平均厚度1.2 m，M。为不稳定煤层，厚度较小且变化较大。地表仅M。煤层有部分出露，其余均隐伏地下2.2理论分析采用垮落法处理采空区，采出空间周围的岩层失去支撑而向采空区内逐渐移动、弯曲和破坏。覆岩的破坏和移动会出现3 个代表性的部分，自下而上分别为垮落带、断裂带和弯曲下沉带，采动覆岩移动破坏“三带”分布如图6。地表321一垮落带；2 一断裂带；3 一弯曲下沉带。图6 采动覆岩移动破坏“三带 分布Fig.6Three zonesdistribution of mining-inducedoverburden movement failure覆岩“三带”高度计算如下：1)垮落带。本矿井主采煤层为M煤层，厚度约为1.5 3 m，对于跨落带高度（Hm），可根据式（1)进行计算。计算得垮落带高度（Hm）为2.13 5.13 m。100ZMHm1.53(1)6.2ZM+32式中：M为煤层平均采厚,m。2)断裂带。断裂带最大高度的经验公式如式（2），计算得断裂带高度(H）为10.1 18.1m。100ZMH=4.0(2)5.5n+5.2式中：n为煤层分层层数。3)弯曲下沉带。自断裂带顶界到地表的所有岩层称为弯曲带。弯曲带内岩层移动的显著特点是，岩层移动过程的连续和整体性，即断裂带顶界以上至地表的岩层移动是成层地、整体性地发生的，在垂直剖面上，其上下各部分的下沉差值很小。因此，垮落带和断裂带总高度为12.2 3 2 3.2 3 m，弯曲下沉带在此以上的位置。M，与M。煤层的间距约17.9 6 m，因此，垮落带和断裂带的总高度基本覆盖M。煤层的范围。由于M。煤层顶板为粉砂性黏土岩、基本顶为燧石灰岩，两者强度较低，随着M。煤层的开采，其两带发育，断裂带会贯通M：煤层，使得其中的瓦斯能够随着断裂带，采空区进人采煤工作面，对工作面安全生产造成影响。故需要对M。煤层工作面的顶板断裂带瓦斯进行抽采。2.3数值模拟基于上述理论分析，为了更加准确、直观的得出9305工作面覆岩“三带”的分布规律，采用数值模拟的方法进行9 3 0 5 工作面覆岩“三带”研究。采用RFPA2D数值模拟软件所建的9 3 0 5 工作面模型如图7。模型长10 0 m，高5 0 m。根据煤层情况，数值模拟中所需的岩层分布及其物理参数见表1。图7 工作面数值模拟模型Fig.7Numerical simulation model of working face77Safety in Coal Mines2023年8 月Aug.2023煤药发全No.8Vol.54第8 期第5 4 卷表1岩层分布及其物理力学参数Table1Strata distribution and physical and mechanicalparameters弹性抗压厚度/密度/序号层名模量/强度/泊松比m(kgm)GPaMPa1粉砂质黏土岩0.831827.30.202.5502M煤层1.201016.50.2514503碳质黏土岩6.001027.30.1025504燧石灰岩4.793241.00.222.4505粉砂质黏土岩5.271827.30.202.5506M，煤层1.531016.50.2514507黏土质粉砂岩3.781827.30.202.550以模型左下角为原点，自xo=12向右开挖，每次开挖2 m，工作面位于采空区的右端。工作面覆岩“三带”模拟结果如图8。弹性模量/GPa95.22M8煤层M8煤层71.42切眼M9煤层工作面采空区M9煤层工作面（a）形成切眼时(b）初步垮落时47.61下沉带跨落带M8煤层断裂带M8煤层23.81采空区M9煤层工作面墙落带M9煤层工作面0(c）继续推进(d）全部跨落图8 工作面覆岩“三带 模拟结果Fig.8Simulation results of three zones ofworking face roof由图8(a)可以看出,刚开始形成切眼时，此时顶板稳定没有垮落，覆岩分层明显；图8（b)初步垮落后，形成垮落带，其高度4 m，采空区长度为2 0m；图8(c)继续推进时“三带 发生明显变化，可以看出采空区范围逐渐增加，在垮落带上逐渐形成了断裂带；图8（d)为顶板全部跨落之后的“三带 特征，煤层覆岩在纵向逐渐垮落形成垮落带、断裂带和弯曲下沉带。其中垮落带和断裂带均呈现椭球形状，垮落带高度约6 m，断裂带高度为18 m,与M：煤层接触，垮落带距工作面水平距离为2 0 m。因此，Ms煤层位于M。煤层开采后形成的裂隙带内，这导致M：煤层的瓦斯更容易进入M，煤层采空区。3覆岩“三带”可视化测试原理3.1直流电法探测原理直流电法探测是以煤、岩层的导电性差异为基础，人为供入地下稳定电流，在地表布设电极，逐点观测，研究大地电流场视电阻率的变化规律，从而确定岩、矿体物性的分布规律或地质构造的特征。生产中所遇介质大部分为非均匀介质，其电阻率通过下式计算。P,=IMNPMN(3)jo式中：p.为视电阻率；jMN为M、N之间地表电流密度，PMN为M、N之间的地表电阻率;jo为M、N之间的地表电流密度。顶板垮落后，在采空区上方形成“三带”，造成了大量的裂隙分布，会造成煤体导电性的异常变化。含裂隙异常区域直流电探测模型如图9 10 。直流电法仪A（阳极）MNA（阴极）2d,d2异常体（裂隙区）图异常区域直流电探测模型示意图Fig.9Schematic diagram of DC detection model inabnormal area假设煤骨架的电阻率为pi,球形异常区域O的电阻率为p2,异常区域的半径为ro。点A、B是供给电极,而M、N是接收电极。A与O之间的距离为di、B与O之间的距离为d2,M与O之间的距离为ri、N与0 之间的距离为2,AO、M O 之间的夹角为0 1,AO、NO 之间的夹角为Q2,MO、BO 之间的夹角为P1,NO、BO 之间的夹角为P2;Ri为A与M之间的距离;R2为B与M之间距离;R3为A与N之间距离；R4为B与N之间距离。则总视电阻率 10 为：2ripi(p2-p1)P,=pi+111(pi+2p2)R2R3R4cos O1COS 1cos 02COSP2ddT(4)在测试过程中，视作煤骨架pi电阻率为恒定。因此，在测试表面电阻率时，如果电阻率异常区的中心与测试装置的相对位置不变，则可引人2 个常Cos 02数入和K,其中入=Cos)COS1COS(P2dd78Safetyin Coal Mines2023年8 月Aug.2023No.8Vol.54第5 4 卷煤砺发全第8 期1111K-顶板垮落前后，电阻率变化RR2R3R44o为：2入ropP2-PiAp=p:-pi(5)KP2+2p1以上表明顶板垮落前后电阻率变化显著，“三带”形成的裂纹可以看成是高阻体，将会导致测试区域的电阻率显著增加。因此，可以从煤层“三带”电阻率出发，确定“三带”的垮落区域3.2覆岩“三带”电阻率分布正演模拟为了验证电法测试的准确性，采用电法正演进行模拟验证，采空区正演模型如图10，采空区覆岩“三带”电法正演结果如图11。102m20Qm302m8489284顶板方向采空区断裂带工作面跨落带020406080100走向距离/m图10采空区正演模型Fig.10Goaf forward modeling视电阻率/（Qm）8.56 11.2 14.7 19.3 25.3 33.1 43.4 56.8顶板方17.912.8断裂带7.7向2.6020406080120走向距离/m图11采空区覆岩“三带”电法正演结果Fig.11Electrical forward modeling results ofgoaf three zones结合图10 与11可以看出：采空区靠近工作面位置阻值较小，垮落带阻值最大，从工作面向采空区深处则电阻率逐渐增大。工作面到垮落带距离约为2 0 m左右。4煤层开采覆岩直流电法探测4.1电法测试方案为了测试上工作面采空区、已掘完9 3 0 3 工作面采空区“三带”对生产开采的影响，开展了2 次测试，测线布置情况如图12。1)1号测线。布置于9 3 0 5 工作面进风巷，其中测线首端布置在巷道中间，尾端布置在开切眼附近，测试工作面采空区顶板跨落后对造成的超前应已采落区域2号测线回风巷200m第2 次测试中间巷工作面位置y第1次测试进风巷1号测线工作面位置图12工作面测线布置情况Fig.12Layout of survey line on working face力集中对生产的影响。本测线电极间距为5 m，电极数量为4 8 电极；本测线共测试2 次，其中第1次测试电极数量为4 8 个，第2 次测试电极数量为已采区域16 个，第1d探测10 d后重新测试。2)2号测线。布置于9 3 0 5 工作面回风巷中部未受采动影响区域，具体布置在测线起点距停采线200m处巷道的顶板上方。测试区域为原9 3 0 3 工作面采空区影响范围。本次测试选用AM、A BM 法2 种方法共同测试多组数据，其中AM法每次测试时间为0.5 s，加上采集间隔时间，每次测试时间在2 min左右；ABM法每次测试时间为0.2 s，加上采集间隔时间，每次测试时间在4 0 min左右。4.2电法测试结果4.2.11号测线探测结果1号测线第1次测试布置在9 3 0 5 工作面进风巷，主要测试顶板分层情况以及采空区超前应力的影响范围。工作面进风巷探测反演结果如图13。工作面位置视电阻率/（Qm）110000采顶板方-1010空三6045103区30超前应力影响区10.515阳值稳定区向-1.1进风巷024487296120149172201226顶板破碎区域图13工作面进风巷探测反演结果Fig.13Inversion diagram of surface air inlet detection从图13 以看出：靠近测线存在明显的高阻异常区域，该区域最深处可达7 m，大部分在3 m左右，沿测线随机分布，该区域是由于当巷道开挖后，煤层原岩应力遭到破坏，巷道顶板受到煤岩二次应力场影响，部分区域处于破碎状态，裂隙增大导致电79SafetyinCoal MinesAug.20232023年8 月煤砺发全No.8Vol.54第8 期第5 4 卷阻率显著增加,因此表现为高阻异常；在7 2 0 m处为阻值较低的稳定区域，该区域视电阻率平均在5Qm左右，表现出良好的分层特性，表明M，煤层顶板各层厚度较为均匀；2 0 m以外呈现左大右小现象,其中0 10 0 m范围阻值较小，且随着轴的增加在逐渐增加。由于本测线靠近切眼，处于采空区的超前应力影响范围之内。现场作业时附近的施工钻孔水量没有，因此可以判断该低阻区域的出现不是富水导致的，结合采动应力分布特点及前文分析的煤体视电阻率与采动应力分布的关系，可以推断出该处为采空区超前应力区。1号测线探测10 d后进行第2 次测试，由于9305工作面采用沿空留巷方式，本进风巷支护良好，并没有随着采空区垮落，因此符合测试条件。由于二次测试位于采空区沿空留巷内，能够满足对采空区覆岩“三带”的电法探测。进风巷采空顶板探测反演图如图14。第2 次工作面位置采空区视电阻率/(m)顶板方向10000-1010-1038.2-10.50-1.16656433422.1790图14进风巷采空顶板探测反演图Fig.14Inversion diagram of roof detection inintake roadway从图14 可以看出：1区域位于采空区内部，距离切眼位置约2 0 m，与RFPA数值模拟垮落带与工作面距离一致；1区域高度为17 m，与断裂带高度一致。4.2.22号测线探测结果2号测线布置在9 3 0 5 工作面回风巷，主要测试顶板分层情况及邻近工作面采空区的影响情况。工作面回风巷探测反演结果如图15。从图15 以看出：回风巷顶板视电阻率总体与进风巷的趋势一致，呈现出不均匀的分层分布规律，靠近测线存在明显的高阻异常区域，该区域主要集中在0 5 m左右，且分布极不均匀，沿测线随机分布；该部分高阻异常区域与进风巷的测线附近的高阻异常区域一致，均为煤岩顶板在原岩应力遭到破坏后产生的二次应力影响的结果，裂隙增大导致电阻率显著增加，因此表现为高阻异常；回风巷阻值视电阻率/（Qm）-10000顶板方向-101038.810319.410.5阻值稳定区1.1012273954667890102114126回风巷工作面位置顶板破碎区域图15作面回风巷探测反演结果Fig.15Inversion results of working face return airroadway detection稳定区域只有5 13 m左右，相比于进风巷阻值稳定区范围明显减少，该区域视电阻率平均在5 Qm左右，表现出良好的分层特性，表明顶板煤岩层也较为均匀。对比进风巷测试结果，两者阻值稳定区域有较大差距。对比进风巷的探测结果，可以断定在1320m之间存在由于上一采空区应力及割顶影响产生的诸多裂隙，从而导致该区域的电阻率较进风巷明显上升。4.3综合分析采用理论计算、数值模拟和电法测试3 种方法测试了采空区覆岩“三带的范围大小，具体来说：理论计算得垮落带高度为2.13 5.13 m，断裂带高度为10.1 18.1m，“两带”合计总高度为12.2 3 2 3.2 3m；数值模拟计算得结果为垮落带高度约6 m，断裂带高度为18 m，与Ms煤层接触，垮落带距工作面水平距离为2 0 m；电法测试结果证明工作面到垮落带水平距离约为2 0 m左右,裂隙带影响阻值变大，其高度为17 m。5结语1)煤岩受载破坏过程中,其电阻率值在岩石破坏时发生突增，与煤样的突然破坏阶段在时间上一致，即煤样裂隙的扩展导致其电阻率变化。2)煤岩受载破坏过程中，电阻率等值线图在载荷作用下存在异常区域，该异常区域随煤岩受载产生的不均匀变形产生迁移。3）煤层开采中采空区受到割顶后集体下沉，将会在采空区上部的裂隙区形成较大的割裂区域，这部分割裂区域内部存在着较大的裂隙，并且会扩展到回风巷顶板岩层中，导致岩层中裂隙增加。4)电法探测结果表明：回风巷顶板视电阻率总体与进风巷趋势一致，靠近测线的岩层破碎区域存在着明显的高阻异常，厚度均匀煤层视电阻率表现80Safety in Coal MinesAug.20232023年8 月No.8Vol.54第8 期第5 4 卷煤矿发全出良好的分成特性，靠近切眼探测区域在超前应力的影响下视电阻率较非影响区域低。参考文献(References):1刘峰，郭林峰，赵路正.双碳背景下煤炭安全区间与绿色低碳技术路径 J.煤炭学报，2 0 2 2,4 7（1)：1-15.LIU Feng,GUO Linfeng,ZHAO Luzheng.Research oncoal safety range and green low-carbon technology pathunder the dual-carbon background J.Industry andChina Coal Society,2022,47(1):1-15.2邱黎明，李忠辉，王恩元，等.煤与瓦斯突出远程智能监测预警系统研究 J.工矿自动化,2 0 18,4 4(1)：17-2 1.QIU Liming,LI Zhonghui,WANG Enyuan,et al.Re-search on remote intelligent monitoring and early warn-ing system for coal and gas outburstJ.Industry andMine Automation,2018,44(1):17-21.3 刘盛东，王勃，周冠群，等.基于地下水渗流中地电场响应的矿井水害预警试验研究 J.岩石力学与工程学报,2 0 0 9,2 8(2):2 6 7-2 7 2.LIU Shengdong,WANG Bo,ZHOU Guanqun,et 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