中文摘要：

为了更好地分析深部开采承压水上底板隔水层的破裂规律,从固流耦合理论的角度出发,在充分调研相似材料和大量室内试验的基础上,选取以石蜡、凡士林为胶结剂,河砂、碳酸钙为骨料,液压油为调节剂的深部隔水层新型固流耦合相似材料。通过对固流耦合材料试件的指标测试,确定相似材料各组分的含量比例。相似材料遇水后具有较好的脆性和非亲水性,能够模拟具有不同渗透率的底板隔水层,达到了固流耦合材料的相似要求。采用自主研制的采动煤层底板突水相似材料模拟试验系统,分析深部开采底板隔水层的应力和位移变化特征,反演得到采动影响下隔水层裂隙的扩展演化规律。研究表明:(1)采动裂隙主要在开切眼、采空区中部和回采工作面3个部位的底板隔水层处产生;(2)采动裂隙类型以竖向张裂隙、剪切裂隙和层向裂隙为主;(3)开切眼两侧岩体的应力差越大,隔水层采动裂隙发育越充分,工作面前方与断层之间是底板突水发生的主要区域。试验说明制取的隔水层新型固流耦合相似材料能够应用于深部隔水层破裂规律的研究,实现了深部底板隔水层的相似模拟。