煤層底板水文地質結構劃分及阻隔水能力定量評價方法研究

徐智敏，劉栓栓，李劍鋒，陳天賜，駱俊峰，李 鑫，陳 歌

（1.中國礦業大學資源與地球科學學院，江蘇 徐州 221116；2.徐洲礦務集團有限公司，江蘇 徐州 221000）

0 引 言

我國幅員遼闊，煤層賦存時代差異大，礦井水文地質條件復雜，煤炭開采過程中，礦井突水事故，特別是煤礦底板突水災害時有發生，給國家財產和人民生命造成了重大損失，預防礦井水害事故發生是煤礦安全生產工作的重中之重。

目前，已經有大量的學者對底板突水機理進行了研究［1-4］。 匈牙利學者REIBIEZC［5］最先提出“底板相對隔水層”的概念；煤科總院西安分院最早提出以突水系數法來評價煤層底板是否突水，考慮了煤層底板隔水層的厚度與所受承壓水水壓；劉欽等［6］在突水系數法的基礎上，考慮到各類巖石本身所具有的力學強度和阻水性能，從底板隔水層巖石組合方式及礦壓破壞帶發育情況入手，將突水系數公式改進為質量比值系數和強度比值系數公式；楊善安［7］通過眾多工程實例計算分析了突水系數法的實質以及其在應用中的問題，認為帶壓開采的實質問題應該是底板隔水層由于結合水的存在使得巖層具有阻水減壓的能力問題，由此提出了阻水系數的概念；武強等［8］綜合考慮了水壓、斷裂構造、隔水層結構特征、巖溶以及第三系底部黏土隔水層等控制煤層底板突水的脆弱性因素，應用GIS與ANN 耦合技術，建立了煤層底板突水脆弱性分區評價模型；尹尚先等［9］通過試驗得出水頭壓力損耗隨著介質的滲透系數增大而減小，并通過實際觀測得出：泥巖、粉砂巖、中砂巖、灰巖的阻水性能依次減小；……