CN113931629A - 采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法，涉及煤矿开采领域。分析承载充填体的初始受力特征获得承载充填体的初始损伤信息，利用蠕变方程计算连采连充承载充填体的长期变形规律；通过初始损伤以及蠕变变形规律是否超过充填体的设计变形量判断承载充填体是否破坏失稳；根据需要修改开采参数或调整充填材料配比以提高承载充填体支撑强度，给出承载充填体第一次变形约束条件；通过判断承载充填体的阻水稳定性给出承载充填体第二次变形约束条件，当承载充填体变形满足自身承载稳定性与渗流隔离带阻水稳定性的双重约束条件时，即可实现采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制。步骤简单，采动覆岩渗流隔离带控制效果好，能够快速便捷的实施。

Description

采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法

技术领域

本发明涉及一种采动覆岩渗透率控制方法，尤其适用于煤矿井下使用的一种采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法。

背景技术

保水采煤是解决煤炭开采与生态环境保护协调发展的重要途径。经过近30年的发展，在我国初步形成了较为系统的保水采煤技术理论体系。比较而言，充填开采是一种有效的保水采煤方法，其主要分为长壁式充填开采与巷柱式充填开采。然而，上述两种充填开采方法分别面临采充作业相互制约与煤炭回收率较低等局限性。

目前，我国矿井普遍实现了现代化，要求保水采煤方法能达到：既能实现安全高效高回收率开采，又能严格控制水资源流失。近年来，有学者将连采连充应用到保水采煤工程实践中，并进行了充填材料的探索与研制，取得了较好的社会、经济及环境效益。然而，现阶段如何确定连采连充安全开采参数，以及如何保证覆岩阻隔水稳定性还缺少合适方法。

发明内容

针对现有技术的不足之处，提供一种步骤简单，采动覆岩渗流隔离带控制效果好，能够快速便捷的实施的采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法。

为实现上述技术目的，本发明的一种采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法，其步骤如下：

步骤一、根据采矿地质条件初步确定壁式连采连充工作方案，包括工作面布置方式、工作面采充方式、采场支巷采充顺序；

步骤二、根据连采连充工作方案，分析承载充填体的初始受力特征获得承载充填体的初始损伤信息，之后利用蠕变方程计算连采连充承载充填体的长期变形规律；

步骤三、通过初始损伤以及蠕变变形规律是否超过充填体的设计变形量判断承载充填体是否破坏失稳；若失稳，则调整步骤一连采连充工作方案中的开采参数减少承载充填体的承载需求，或调整充填材料配比以提高承载充填体支撑强度，然后重复步骤二重新判断承载充填体稳定性；若充填体稳定，则确定满足稳定承载的充填体允许变形范围，给出承载充填体第一次变形约束条件；

步骤四、定义覆岩渗流隔离带渗透系数小于10^-7m/s可保持阻水稳定性，计算承载充填体第一次变形约束条件下采动覆岩渗透率演化规律，通过比较判断其能否保持阻水稳定性，若不能，则再次调整步骤一所述的开采参数或充填材料配比，依次经步骤二、步骤三后重新判断渗流隔离带能否有效阻水；若可以，则确定满足覆岩渗流隔离带阻水稳定性的充填体允许变形范围，给出承载充填体第二次变形约束条件；

步骤五、当承载充填体变形满足自身承载稳定性与渗流隔离带阻水稳定性的双重约束条件时，即可实现采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制。

步骤一中：连采连充工作面布置方式主要包括采场支巷的单翼布置与双翼布置；工作面采充方式主要包括采场支巷的全采全充、全采局充、局采全充及局采局充；采场支巷采充顺序主要包括开采阶段的划分，以及同一开采阶段内采场支巷采充顺序的调整。

步骤二中：对传统不能表征初始损伤的塑性损伤原件进行改进，得到考虑初始损伤与蠕变损伤叠加效应的能够描述蠕变加速阶段的非线性塑性损伤元件NPDM，并与常用的Hook体、Kelvin体以及Bingham流变力学元件串联，构建连采连充承载充填体蠕变本构模型；

式中，σ_ds为偏应力，单位MPa；σ_sB为等速蠕变启动应力，单位MPa；σ_sN为加速蠕变启动应力，单位MPa；K_H为Hook体体积模量，单位GPa；K_B为Bingham体体积模量，单位GPa；G_H为Hook体剪切模量，单位GPa；G_K为Kelvin体剪切模量，单位GPa；G_B为Bingham体剪切模量，单位GPa；η_K为Kelvin体粘滞系数；η_B为Bingham体粘滞系数；D₀为损伤变量，r为充填体材料常数。

步骤三中：开采参数包括采连充工作面一次性采掘巷道的宽高比、开采阶段数、充填体的稳定承载强度，具体的调整方法为：

a1调整连采连充工作面一次性采掘巷道的宽高比，宽高比越大，开采暴露的顶板面积越大，对充填体的承载能力要求越高；

a2调整连采连充工作面开采阶段数，开采阶段数越小，采煤作业与充填作业间隔越近，充填体上方应力集中系数越大，对充填体的承载能力要求越高；

a3调整充填体的凝固时间与稳定承载强度，在保证稳定承载强度的前提下跟上充填进度。

步骤三中判断承载充填体是否发生破坏失稳的步骤如下：

b1研究工作面当前覆岩、煤柱与承载充填体之间的相互作用关系，分析充填体发挥承载作用的时间相关性，其中，承载充填体发挥作用的应变量需达到：

式中，λ₁与λ₂为充填体应力应变关系拟合系数；N为连采连充开采阶段数，具体为2～5；n表示连采连充过程中第n个开采阶段；E₁与E₂分别表示煤与充填体的弹性模量；q为覆岩载荷；

b2分析充填体与覆岩，特别是直接顶相互挤压过程中应变能积聚与充填体发生应变软化后应变能的转化与释放特征，得出承载充填体破坏失稳能量平衡方程为：

式中，κ为修正系数；E_in为充填体初始弹性模量；S_fill为充填体与覆岩相互作用的面积；ε_av为充填体峰值应变平均值；λ是与曲线形态相关的系数，其物理意义为表征材料的均质程度，λ应大于1，且λ值越大表明材料的软化程度越高；k_e为直接顶刚度；

b3建立承载充填体尖点突变失稳模型，将巷道宽高比、开采阶段数、充填体强度及凝固时间参数输入尖点突变稳定性判别式中，分别计算控制变量a与b的值；

其中控制变量a与b具体为：

式中，Q(v₀)为充填体位移为v₀时的内力；Q′(v₀)＝dQ(v₀)/dv₀为充填体内力的一阶导数；k_e为顶板的刚度；R为能量输入率，且为

的简写；v_r为顶板的位移；v_s为承载充填体位移。

尖点突变模型稳定性判别式为：

△_c＝4a³+27b² (5)

△_c表示尖点突变模型的稳定性判别式，其中△c＝0时，表示尖点突变模型的分叉点集，△c＜0表示失稳，△c＞0表示稳定；当控制变量a≥0时，不论b取何值，系统始终处于稳定状态，承载充填体发生渐进破坏，不发生冲击性失稳；

b4利用公式(5)确定出承载充填体突变失稳临界条件，给出公式(2)中各参数的取值范围，由公式(1)与(2)联立，计算出充填体稳定承载的蠕变时间范围，由此得出承载充填体的允许变形范围。

计算采动覆岩渗透率演化规律的具体步骤如下：

c1分析承载充填体与岩层的垫层力学特征，得到充填体蠕变影响下采动覆岩挠曲变形规律；

c2建立岩石应变与渗透率之间耦合关系，建立采动覆岩渗透率数值计算模型，研究充填体给定变形下采动覆岩渗透率演化规律；考虑岩石损伤的影响条件下，岩石渗透率(k_rt)与有效应力的关系满足式(6)：

其中，κ_f为次生裂隙对渗透性的影响系数；D_R为岩石损伤变量；

与

分别为岩石整体与岩石孔隙体积模量，σ_eft与σ_ef0分别表示受采充影响与初始状态岩石有效应力。

有益效果：

本方法提出了考虑初始损伤与蠕变损伤的连采连充充填体非线性蠕变损伤本构模型，构建了考虑蠕变的承载充填体破坏失稳的尖点突变模型并给出了判据，使得对充填体失稳的判断更加准确，不像同类技术根据经验公式判断充填体是否失稳。通过调整壁式连采连充工作面参数及充填体力学参数优化壁式连采连充开采参数，避免充填材料力学性质超标导致的成本过高。另外，传统采动覆岩渗透率演化规律只考虑采动卸荷阶段，不考虑充填体长期蠕变阶段，本方法研究了考虑充填体蠕变条件下的采动覆岩渗透性演化规律，对采动覆岩渗透率演化的揭示更加贴近实际，使得对覆采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性的控制更加准确，有利于促进绿色矿山与生态矿山的建设。

附图说明

图1为本发明采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法进行壁式连采连充工作面示意图；

图2为本发明采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法的充填体非线性蠕变本构模型示意图；

图3为本发明采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法中填体尖点突变判别示意图；

图4为本发明的采动覆岩渗透率分布特征示意图；

图5为本发明采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步说明：

如图5所示，本发明的一种采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法，其特征在于步骤如下：

步骤一、根据采矿地质条件初步确定壁式连采连充工作方案，包括工作面布置方式、工作面采充方式、采场支巷采充顺序；连采连充工作面布置方式主要包括采场支巷的单翼布置与双翼布置；工作面采充方式主要包括采场支巷的全采全充、全采局充、局采全充及局采局充；采场支巷采充顺序主要包括开采阶段的划分，以及同一开采阶段内采场支巷采充顺序的调整；

步骤二、根据连采连充工作方案，分析承载充填体的初始受力特征获得承载充填体的初始损伤信息，之后利用蠕变方程计算连采连充承载充填体的长期变形规律；

对传统不能表征初始损伤的塑性损伤原件进行改进，得到考虑初始损伤与蠕变损伤叠加效应的能够描述蠕变加速阶段的非线性塑性损伤元件NPDM，并与常用的Hook体、Kelvin体以及Bingham流变力学元件串联，构建连采连充承载充填体蠕变本构模型；

式中，σ_ds为偏应力，单位MPa；σ_sB为等速蠕变启动应力，单位MPa；σ_sN为加速蠕变启动应力，单位MPa；K_H为Hook体体积模量，单位GPa；K_B为Bingham体体积模量，单位GPa；G_H为Hook体剪切模量，单位GPa；G_K为Kelvin体剪切模量，单位GPa；G_B为Bingham体剪切模量，单位GPa；η_K为Kelvin体粘滞系数；η_B为Bingham体粘滞系数；D₀为损伤变量，r为充填体材料常数；

步骤三、通过初始损伤以及蠕变变形规律是否超过充填体的设计变形量判断承载充填体是否破坏失稳；若失稳，则调整步骤一连采连充工作方案中的开采参数减少承载充填体的承载需求，或调整充填材料配比以提高承载充填体支撑强度，然后重复步骤二重新判断承载充填体稳定性；若充填体稳定，则确定满足稳定承载的充填体允许变形范围，给出承载充填体第一次变形约束条件；

开采参数包括采连充工作面一次性采掘巷道的宽高比、开采阶段数、充填体的稳定承载强度，具体的调整方法为：

a1调整连采连充工作面一次性采掘巷道的宽高比，宽高比越大，开采暴露的顶板面积越大，对充填体的承载能力要求越高；

a2调整连采连充工作面开采阶段数，开采阶段数越小，采煤作业与充填作业间隔越近，充填体上方应力集中系数越大，对充填体的承载能力要求越高；

a3调整充填体的凝固时间与稳定承载强度，在保证稳定承载强度的前提下跟上充填进度；

判断承载充填体是否发生破坏失稳的步骤如下：

b1研究工作面当前覆岩、煤柱与承载充填体之间的相互作用关系，分析充填体发挥承载作用的时间相关性，其中，承载充填体发挥作用的应变量需达到：

式中，λ₁与λ₂为充填体应力应变关系拟合系数；N为连采连充开采阶段数，具体为2～5；n表示连采连充过程中第n个开采阶段；E₁与E₂分别表示煤与充填体的弹性模量；q为覆岩载荷；

b2分析充填体与覆岩，特别是直接顶相互挤压过程中应变能积聚与充填体发生应变软化后应变能的转化与释放特征，得出承载充填体破坏失稳能量平衡方程为：

式中，κ为修正系数；E_in为充填体初始弹性模量；S_fill为充填体与覆岩相互作用的面积；ε_av为充填体峰值应变平均值；λ是与曲线形态相关的系数，其物理意义为表征材料的均质程度，λ应大于1，且λ值越大表明材料的软化程度越高；k_e为直接顶刚度；

b3建立承载充填体尖点突变失稳模型，将巷道宽高比、开采阶段数、充填体强度及凝固时间参数输入尖点突变稳定性判别式中，分别计算控制变量a与b的值；

其中控制变量a与b具体为：

式中，Q(v₀)为充填体位移为v₀时的内力；Q′(v₀)＝dQ(v₀)/dv₀为充填体内力的一阶导数；k_e为顶板的刚度；R为能量输入率，且为

的简写；v_r为顶板的位移；v_s为承载充填体位移。

尖点突变模型稳定性判别式为：

△_c＝4a³+27b² (5)

△_c表示尖点突变模型的稳定性判别式，其中△c＝0时，表示尖点突变模型的分叉点集，△c＜0表示失稳，△c＞0表示稳定；当控制变量a≥0时，不论b取何值，系统始终处于稳定状态，承载充填体发生渐进破坏，不发生冲击性失稳；

b4利用公式(5)确定出承载充填体突变失稳临界条件，给出公式(2)中各参数的取值范围，由公式(1)与(2)联立，计算出充填体稳定承载的蠕变时间范围，由此得出承载充填体的允许变形范围；

步骤四、定义覆岩渗流隔离带渗透系数小于10^-7m/s可保持阻水稳定性，计算承载充填体第一次变形约束条件下采动覆岩渗透率演化规律，通过比较判断其能否保持阻水稳定性，若不能，则再次调整步骤一所述的开采参数或充填材料配比，依次经步骤二、步骤三后重新判断渗流隔离带能否有效阻水；若可以，则确定满足覆岩渗流隔离带阻水稳定性的充填体允许变形范围，给出承载充填体第二次变形约束条件；

计算采动覆岩渗透率演化规律的具体步骤如下：

c1分析承载充填体与岩层的垫层力学特征，得到充填体蠕变影响下采动覆岩挠曲变形规律；

c2建立岩石应变与渗透率之间耦合关系，建立采动覆岩渗透率数值计算模型，研究充填体给定变形下采动覆岩渗透率演化规律；考虑岩石损伤的影响条件下，岩石渗透率(k_rt)与有效应力的关系满足式(6)：

其中，κ_f为次生裂隙对渗透性的影响系数；D_R为岩石损伤变量；

与

分别为岩石整体与岩石孔隙体积模量，σ_eft与σ_ef0分别表示受采充影响与初始状态岩石有效应力；

步骤五、当承载充填体变形满足自身承载稳定性与渗流隔离带阻水稳定性的双重约束条件时，即可实现采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制。

实施例一、

以王台铺煤矿二盘区某工作面为例，对基于充填体给定变形的连采连充保水采煤控制方法进行详细的阐述。

实施案例工作面平均埋深约220m，走向长度约300m，倾向长度约160m。开采煤层为XV煤，位于石炭系太原组(C_3t)，平均厚度约2.5m，最大厚度接近3m，倾角为1°～8°，为近水平煤层，本专利可在该采矿地质条件实施。

步骤一、根据上述采矿地质条件初步确定连采连充工作面内双翼布置采场支巷，采场支巷宽度为6m，划分为四个开采阶段，如图1所示；选择粉煤灰作为充填骨料，研制充填材料，测得充填体稳定承载平均强度约5.04MPa。

步骤二、根据步骤一的初步采充方案，采用Hook体描述描述承载充填体瞬时变形阶段，采用Kelvin体描述承载充填体蠕变的减速蠕变阶段，采用Bingham体描述等速蠕变阶段，采用非线性塑性损伤元件(NPDM)描述加速蠕变阶段，将上述流变力学元件串联，构建承载充填体非线性蠕变本构模型，如图2所示，并求解得到承载充填体蠕变方程为：

步骤三、通过研究充填体发挥承载作用的时间相关性，建立承载充填体破坏失稳能量平衡方程，求解承载充填体发生突变失稳判据，揭示蠕变作用下承载充填体突变失稳机理，如图3所示，最终确定出该采充方案条件下充填体保持稳定，承载充填体允许变形范围为0.05％～5.66％。

步骤四、通过分析充填体蠕变影响下采动覆岩挠曲变形特征，研究充填体给定变形下采动覆岩渗透率演化规律，得出采动覆渗透率呈“马鞍形”分布，工作面中部约4倍采高范围渗透系数为10^-3m/s易形成导水通道，工作面两侧边界约18倍采高范围渗透系数为10^{- 4}m/s易发生渗透失水，上部覆岩渗流隔离带位于初始渗透率区域，未受壁式连采连充开采扰动，其渗透系数为自身原始渗透系数，即10^-9m/s，可有效阻隔上部含水体，保持采动影响下渗流隔离带的阻水稳定性，如图4所示。因此，步骤三中得到的承载充填体允许变形范围亦满足覆岩有效阻水的充填体允许变形。

步骤五、实施案例中，承载充填体变形满足自身承载稳定性与覆岩有效阻水的双重约束条件，可实现保水采煤，整体流程如图5所示。

综上所述，本发明公开的采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法，可较好地满足生态脆弱矿区水量、生态水位和水循环系统保护要求，具有广阔的应用前景和巨大的推广价值，适用范围广泛。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现和使用本发明。对这些实施例的多种修改方式对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法，其特征在于步骤如下：

步骤一、根据采矿地质条件初步确定壁式连采连充工作方案，包括工作面布置方式、工作面采充方式、采场支巷采充顺序；

步骤二、根据连采连充工作方案，分析承载充填体的初始受力特征获得承载充填体的初始损伤信息，之后利用蠕变方程计算连采连充承载充填体的长期变形规律；

步骤三、通过初始损伤以及蠕变变形规律是否超过充填体的设计变形量判断承载充填体是否破坏失稳；若失稳，则调整步骤一连采连充工作方案中的开采参数减少承载充填体的承载需求，或调整充填材料配比以提高承载充填体支撑强度，然后重复步骤二重新判断承载充填体稳定性；若充填体稳定，则确定满足稳定承载的充填体允许变形范围，给出承载充填体第一次变形约束条件；

步骤四、定义覆岩渗流隔离带渗透系数小于10^-7m/s可保持阻水稳定性，计算承载充填体第一次变形约束条件下采动覆岩渗透率演化规律，通过比较判断其能否保持阻水稳定性，若不能，则再次调整步骤一所述的开采参数或充填材料配比，依次经步骤二、步骤三后重新判断渗流隔离带能否有效阻水；若可以，则确定满足覆岩渗流隔离带阻水稳定性的充填体允许变形范围，给出承载充填体第二次变形约束条件；

步骤五、当承载充填体变形满足自身承载稳定性与渗流隔离带阻水稳定性的双重约束条件时，即可实现采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制。

2.根据权利要求1所述的采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法，其特征在于：步骤一中：连采连充工作面布置方式主要包括采场支巷的单翼布置与双翼布置；工作面采充方式主要包括采场支巷的全采全充、全采局充、局采全充及局采局充；采场支巷采充顺序主要包括开采阶段的划分，以及同一开采阶段内采场支巷采充顺序的调整。

3.根据权利要求1所述的采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法，其特征在于，步骤二中：对传统不能表征初始损伤的塑性损伤原件进行改进，得到考虑初始损伤与蠕变损伤叠加效应的能够描述蠕变加速阶段的非线性塑性损伤元件NPDM，并与常用的Hook体、Kelvin体以及Bingham流变力学元件串联，构建连采连充承载充填体蠕变本构模型；

式中，σ_ds为偏应力，单位MPa；σ_sB为等速蠕变启动应力，单位MPa；σ_sN为加速蠕变启动应力，单位MPa；K_H为Hook体体积模量，单位GPa；K_B为Bingham体体积模量，单位GPa；G_H为Hook体剪切模量，单位GPa；G_K为Kelvin体剪切模量，单位GPa；G_B为Bingham体剪切模量，单位GPa；η_K为Kelvin体粘滞系数；η_B为Bingham体粘滞系数；D₀为损伤变量，r为充填体材料常数。

4.根据权利要求1所述的采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法，其特征在于，步骤三中，开采参数包括采连充工作面一次性采掘巷道的宽高比、开采阶段数、充填体的稳定承载强度，具体的调整方法为：

a1调整连采连充工作面一次性采掘巷道的宽高比，宽高比越大，开采暴露的顶板面积越大，对充填体的承载能力要求越高；

a2调整连采连充工作面开采阶段数，开采阶段数越小，采煤作业与充填作业间隔越近，充填体上方应力集中系数越大，对充填体的承载能力要求越高；

a3调整充填体的凝固时间与稳定承载强度，在保证稳定承载强度的前提下跟上充填进度。

5.根据权利要求4所述的采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法，其特征在于步骤三中判断承载充填体是否发生破坏失稳的步骤如下：

b1研究工作面当前覆岩、煤柱与承载充填体之间的相互作用关系，分析充填体发挥承载作用的时间相关性，其中，承载充填体发挥作用的应变量需达到：

式中，λ₁与λ₂为充填体应力应变关系拟合系数；N为连采连充开采阶段数，具体为2～5；n表示连采连充过程中第n个开采阶段；E₁与E₂分别表示煤与充填体的弹性模量；q为覆岩载荷；

b2分析充填体与覆岩，特别是直接顶相互挤压过程中应变能积聚与充填体发生应变软化后应变能的转化与释放特征，得出承载充填体破坏失稳能量平衡方程为：

式中，κ为修正系数；E_in为充填体初始弹性模量；S_fill为充填体与覆岩相互作用的面积；ε_av为充填体峰值应变平均值；λ是与曲线形态相关的系数，其物理意义为表征材料的均质程度，λ应大于1，且λ值越大表明材料的软化程度越高；k_e为直接顶刚度；

b3建立承载充填体尖点突变失稳模型，将巷道宽高比、开采阶段数、充填体强度及凝固时间参数输入尖点突变稳定性判别式中，分别计算控制变量a与b的值；

其中控制变量a与b具体为：

式中，Q(v₀)为充填体位移为v₀时的内力；Q′(v₀)＝dQ(v₀)/dv₀为充填体内力的一阶导数；k_e为顶板的刚度；

v_r为顶板的位移；

尖点突变模型稳定性判别式为：

△_c＝4a³+27b² (5)△_c表示尖点突变模型的稳定性判别式，其中△c＝0时，表示尖点突变模型的分叉点集，△c＜0表示失稳，△c＞0表示稳定；当控制变量a≥0时，不论b取何值，系统始终处于稳定状态，承载充填体发生渐进破坏，不发生冲击性失稳；

b4利用公式(5)确定出承载充填体突变失稳临界条件，给出公式(2)中各参数的取值范围，由公式(1)与(2)联立，计算出充填体稳定承载的蠕变时间范围，由此得出承载充填体的允许变形范围。

6.根据权利要求1所述的采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法，其特征在于计算采动覆岩渗透率演化规律的具体步骤如下：

c1分析承载充填体与岩层的垫层力学特征，得到充填体蠕变影响下采动覆岩挠曲变形规律；

c2建立岩石应变与渗透率之间耦合关系，建立采动覆岩渗透率数值计算模型，研究充填体给定变形下采动覆岩渗透率演化规律；考虑岩石损伤的影响条件下，岩石渗透率(k_rt)与有效应力的关系满足式(6)：

其中，κ_f为次生裂隙对渗透性的影响系数；D_R为岩石损伤变量；

与

分别为岩石整体与岩石孔隙体积模量，σ_eft与σ_ef0分别表示受采充影响与初始状态岩石有效应力。

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