底板滲流應力耦合破壞與遞進導升協同突水演變規律研究

王進尚，王 俊，姚多喜

(1.鄭州工程技術學院 土木工程學院，河南 鄭州 450044； 2.安徽理工大學 地球與環境學院，安徽 淮南 232001)

目前我國煤炭開采逐步進入深部開采階段，危險程度不斷加大，高承壓水直接影響工作面底板開采的范圍越來越大，嚴重制約著深部煤炭資源的安全開采。據統計，底板突水事故與斷層有關所占比例在80%左右。由于地質條件復雜性，大型礦井突水事故具有隱蔽性以及突發性，直接影響煤礦安全產[1-3]。

近年來，許多學者采用不同方法對隱伏斷層突水機理進行研究，其中模擬實驗是研究突水機制的有效方式之一。張培森等[4]采用FLAC3D的固液耦合模式對含隱伏斷層煤層回采誘發底板突水影響因素進行了研究；王進尚等[5-6]研制了一種煤層底板破壞與遞進導升協同突水定點動態監測系統，直觀實現底板不同位置處煤層底板破壞與承壓水遞進導升的情況，揭示了采場底板破壞與遞進導升協同突水機理及兩者之間時空演化規律；武強等[7]模擬分析了斷層突水的實效性。為改善我國煤礦安全狀況，這些研究成果的取得發揮了重要作用。

由于隱伏斷層構造突水問題本身的復雜性，煤層底板斷裂構造千差萬別，導致研究學者得出底板突水的機理也有所不同，對煤層底板破壞和遞進導升單獨研究比較多，但將煤層底板破壞和遞進導升協同引起突水尚缺乏深入系統的研究。本文針對含隱伏斷層底板破壞與遞進導升協同突水水力學模型，采用固液耦合計算模式、FLAC3D的變參數流變模型，對底板滲流應力耦合破壞與遞進導升協同突水演變規律進行分析，對預測水害的發生及礦井防治水工作具有重要的實際意義。……