We studied the water inrush mechanism in deep mines using experiments to determine the full stress–strain permeability of different lithologies in deep coal seam floors. We also performed numerical simulations of rock floor failure and confined water uplift variation, fracture evolution, permeability variations of coal seam floor failure, and monitored confined water uplift. The results show that water inrush is related to the coupling of mining pressure and water pressure, which expand after unloading, similar to the way rocks soften in stress–strain permeability experiments after peak stress. This conclusion has been confirmed by field drilling, water injection tests, and numerical simulations. The water-bearing layer of the floor strata can be modified (strengthened) by grouting to reduce confined water flow. Technical measures can be taken to divert pressure from and reduce damage to the floor strata and thereby prevent water inrush through the coal floor. Wir untersuchten den Wassereinbruchmechanismus in tiefen Bergwerken mit Experimenten zur Bestimmung der vollen Spannungs-Dehnungs-Durchlässigkeit verschiedener Lithologien in tiefen Kohleflözböden. Wir führten auch numerische Simulationen des Versagens der Gesteinssohle und der Schwankung des begrenzten Wasserauftriebs, der Bruchentwicklung, und der Permeabilitätsschwankungen bei Versagen der Kohleflözsohle durch und überwachten den begrenzten Wasserauftrieb. Die Ergebnisse zeigen, dass der Wassereinbruch mit der Kopplung von Bergbaudruck und Wasserdruck zusammenhängt, was nach der Entladung zur Ausdehnung führt, in ähnlicher Weise wie Gesteine in Spannungs-Dehnungs-Permeabilitätsexperimenten nach Spitzenbelastungen weich werden. Diese Schlussfolgerung wurde durch Feldbohrungen, Wasserinjektionstests und numerische Simulationen bestätigt. Die wasserführende Schicht des Liegenden kann durch Verpressung modifiziert (verstärkt) werden, um den eingegrenzten Wasserfluss zu reduzieren. Es können technische Maßnahmen ergriffen werden, um den Druck von den Sohlenschichten abzuleiten und Schäden an ihnen zu verringern und dadurch das Eindringen von Wasser durch den Kohleflözboden zu verhindern. En este trabajo se estudió el mecanismo de irrupción de agua en las minas profundas utilizando experimentos para determinar la permeabilidad completa de tensión-deformación de diferentes litologías en los suelos de las vetas de carbón profundas. Se realizaron simulaciones numéricas del fallo del suelo de roca y de la variación del levantamiento de agua confinada, la evolución de las fracturas, las variaciones de permeabilidad del fallo del suelo de las vetas de carbón y se ha monitoreado la elevación del agua confinada. Los resultados muestran que la irrupción de agua está relacionada con el acoplamiento de la presión de extracción y la presión del agua, que se expanden después de la descarga, de modo similar a la forma en que las rocas se ablandan en los experimentos de permeabilidad después de un pico de tensión. Esta conclusión ha sido confirmada en perforaciones de campo, los tests de inyección de agua y las simulaciones numéricas. La capa de soporte de agua de los estratos del suelo puede ser modificada (reforzada) mediante la inyección de lechada para reducir el flujo de agua confinado. Se pueden tomar medidas técnicas para desviar la presión y reducir los daños en los estratos del suelo y así evitar la irrupción de agua a través del suelo de carbón. 实验确定深部不同岩性煤层底板的全应力-应变渗透率, 研究了深部开采底板突水机理. 同时, 数值模拟了底板破坏与承压水变化, 断裂演化, 煤层底板破坏渗透率改变和监测承压水位抬升. 结果表明, 底板突水与矿压和水压的耦合作用相关, 采动卸载后耦合作用增强, 类似于应力-应变渗透实验的应力峰值后岩石软化过程. 现场钻探, 注水试验和数值模拟验证了该结论. 底板含水层注浆对改造 (加固) 可以减小承压水流. 建议采取技术措施转移底板压力, 减少底板破坏, 预防煤层底板突水.

中文翻译：

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基于开采压力和围压耦合的深部开采底板突水机理

我们通过实验研究了深部矿井的突水机制，以确定深部煤层底板不同岩性的全应力应变渗透率。我们还对岩底板破坏和承压水隆起变化、裂缝演化、煤层底板破坏渗透率变化进行了数值模拟，并监测了承压水隆起。结果表明，突水与开采压力和水压的耦合有关，卸载后膨胀，类似于应力峰值后岩石在应力-应变渗透率实验中软化的方式。这一结论得到了现场钻井、注水试验和数值模拟的证实。地层的含水层可以通过注浆改性（加强），以减少承压水流量。可采取技术措施疏导压力，减少对底板地层的破坏，从而防止煤底板突水。Wir untersuchten den Wassereinbruchmechanismus in tiefen Bergwerken mit Experimenten zur Bestimmung der vollen Spannungs-Dehnungs-Durchlässigkeit verschiedener Lithologien in tiefen Kohleflözböden。Wir führten auch numerische Simulationen des Versagens der Gesteinssohle und der Schwankung des begrenzten Wasserauftriebs, der Bruchentwicklung, und der Permeabilitätsschwankungen bei Versagen der Kohleflözsohle durchten und begrenzten。Die Ergebnisse zeigen, dass der Wassereinbruch mit der Kopplung von Bergbaudruck und Wasserdruck zusammenhängt, was nach der Entladung zur Ausdehnung führt, 在 ähnlicher Weise wie Gesteine in Spannungs-Dehnungs-Permeabilitätsexperimenten nach Spitzenbelastungen weich werden。Diese Schlussfolgerung wurde durch Feldbohrungen, Wasserinjektionstests und numerische Simulationen bestätigt。Die wasserführende Schicht des Liegenden kann durch Verpressung modifiziert (verstärkt) werden, um den eingegrenzten Wasserfluss zu reduzieren。Es können technische Maßnahmen ergriffen werden, um den Druck von den Sohlenschichten abzuleiten und Schäden an ihnen zu verringern und dadurch das Eindringen von Wasser durch den Kohleflözboden zu verhindern. En este trabajo se estudió el mecanismo de irrupción de agua en las minas profundas utilizando Experimentos para determinar la permeabilidad completa de tensión-deformación de diferentes litologías en los suelos de las vetas de carbón profundas Se realizaron simulaciones numéricas del fallo del suelo de roca y de la variación del levantamiento de agua confinada, la evolución de las fracturas, las variaciones de permeabilidad del fallo del suelo de las vetas de agua confinada. Los resultados muestran que la irrupción de agua está relacionada con el acoplamiento de la presión de extracción y la presión del agua, que se expanden después de la descarga, de modo similar a la forma en que las rocas se ablandan en los Experimentos de permesabil de un pico de tensión。Esta conclusión ha sido confirmada en perforaciones de campo, los tests de inyección de agua y las simulaciones numéricas。La capa de soporte de agua de los estratos del suelo puede ser modificada (reforzada) midite la inyección de lechada para reducir elflujo de agua confinado。Se pueden tomar medidas técnicas para desviar la presión y reducir los daños en los estratos del suelo y así evitar la irrupción de agua a traves del suelo de carbón。实验确定深部不同岩性煤层的全方位抗震能力，研究了深部率突水突岩。同时，数值模拟了膨胀与压水变化，破坏膨胀与煤层破坏破坏率改变和监测承水位抬升。结果骤降，突袭水与矿泉水的剧烈作用，采动解除后聚合作用增强，加热加热-抗力实验的极限后加热实验过程。钻探，注水试验和数值模拟验证了该结论。地面水层注浆对改造（水层）可以承压水流。建议采取措施消除创伤，减少创伤，预防形成层突水。采动解除后剧烈反应增强，剧烈加热实验的剧烈后激过程。钻探，注水试验和数值模拟验证了该结论。地面水层注浆对改造（水层）可以承压水流。建议采取措施消除创伤，减少创伤，预防形成层突水。采动解除后剧烈反应增强，剧烈加热实验的剧烈后激过程。钻探，注水试验和数值模拟验证了该结论。地面水层注浆对改造（水层）可以承压水流。建议采取措施消除创伤，减少创伤，预防形成层突水。