两淮矿区煤炭储量巨大,是我国重要的煤电能源基地,但煤层上覆厚层的第四系松散层是近含水层浅部煤层开采时巨大的安全隐患。煤炭开采的早期由于理论研究、技术设备的落后导致留设安全煤岩柱时太过保守,随着理论研究水平的深入,开采装备性能的提高,缩小原有安全煤岩柱,提高开采上限,对提高资源利用率,缓解资源枯竭矿井意义重大。因此,开展覆岩破坏移动规律和渗透破坏的研究十分必要。论文探究采动影响下的覆岩破坏规律及突水溃砂风险,以顾北煤矿含水层下1542（3）工作面为例,在查阅有关“红层”采动渗透破坏规律国内外前沿技术与最新研究成果的基础上,收集整理了南二采区工程地质和水文地质资料,对附近工作面进行采动覆岩破坏移动规律井下物探探测,钻取了工作面顺槽顶板岩石样本,进行了室内实验分析测试,构建了采动演化规律分析模型,采用FLAC3D软件,模拟了开采过程中的覆岩破坏演化规律,综合确定了导水裂隙带高度和垮落带高度。根据钻孔抽水资料、模拟结果、计算公式和“三下”开采规范确定了1542（3）工作面水体采动等级、覆岩类型、防砂煤岩柱高度并对其溃砂风险进行评估,研究内容与获得了如下成果:（1）1542（3）为“红层”水及下部含水层双重影响下的近含水层开采工作面,位于顾北煤矿南二13-1采区,工作面回风顺槽可采长度384m,胶带机顺槽可采长度364m,平均374m,切眼宽度240m,煤厚3.74m~5.8m,平均煤厚4.7m,采高4.5m,可采储量63.5万t,平均倾角5°,原设计煤柱高度为58.1m,研究后确定安全煤岩柱39.4m,缩小煤柱值为18.7m,采煤方式为综合机械化采煤,最高点顶板标高-429.3m,其对应位置的基岩面标高经钻孔验证为-389.9m。（2）为探测采动覆岩破坏规律,对附近覆岩结构相似的工作面1552（3）进行井下物探工程,借此类比1542（3）工作面开采后垮落带和导水裂隙带数值。在工作面回风顺槽布置2个钻孔,总工程量为117m,采用孔中埋设电极方法探测采前、采中、采后覆岩破坏特征垂高12m以下电极电流比值下降到0.2以下,反映采动垮落带范围;垂高28m以下电极电流比值在0.7左右,反映为导水裂隙带最大值（3）为探究煤层顶板的岩石性质,设计施工了顺槽顶板钻孔共7个,总工程量210m,主要为中砂岩、细砂岩、砂质泥岩和泥岩,根据岩石力学性质测试成果,工作面上方岩层性质区别较大,钻孔过风化带均不漏水,颜色多为土黄色,风化破碎程度高,表明风化带可有效阻隔新生界松散含水层对基岩的渗透补给。（4）根据水文资料,下部含水层在1542（3）工作面上覆盖较少,主要溃砂风险来源为“红层”。通过钻孔对“红层”进行抽水试验,计算得出“红层”单位涌水量为0.00161L/（s.m）,渗透系数为0.015m/d;将“红层”样本进行颗粒度分析实验,细粒含量约占27.5%,砂粒含量约占67.57%,砾粒含量约占4.93%,“红层”满足土的级配不均匀系数Cu≥5,且级配曲率系数大部分符合Cc=1~3的条件,“红层”土壤的分维值为2.45,分形体颗粒间孔隙的分形维数为0.882,属于级配良好的土。结合渗透系数、涌水量、配级系数、分维值等数据,反映出研究区“红层”富水性弱、渗透性差的特点,按“三下”开采规范,水体采动等级为Ⅱ类,允许导水裂隙带穿过“红层”,但不允许垮落带波及“红层”,所留设煤柱为防砂煤岩柱。（5）选用Mohr-Columb本构模型进行数值计算,从模型的覆岩变形破坏特征推导出其垮落带高度为20m,导水裂隙带高度为60m;公式法计算垮落带高度为20.18m,导水裂隙带高度为69.71m;类比相邻工作面的垮采比4.2,得出垮落带高度18.9m,裂采比11.86,得出导水裂隙带高度53.37m。综合三种方式,可设定防砂煤岩柱高度为39.4m,导水裂隙带高度均大于40m,既导水裂隙带穿透“红层”,需要进行渗透破坏评价。（6）确定水力坡度作为上覆岩层渗透破坏的评价标准,选用国内外临界水力坡度公式得出“红层”临界水力坡度值为1.48;根据周边“红层”水文长观孔的水位与距离等工程实况,计算出实际水力坡度值为0.66,小于临界水力坡度值,故不存在溃砂风险。图[26]表[27]参[70]