巷道底板承压水突水评价方法研究

作     者：郭兵兵 刘长武 刘德峰 高云瑞 王超 GUO Bingbing;LIU Changwu;LIU Defeng;GAO Yunrui;WANG Chao

作者机构：四川大学水利水电学院四川成都610065 河南工程学院安全工程学院河南郑州451191 宁夏水利水电勘测设计研究院有限公司宁夏银川750004 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51369001) 河南省科技攻关计划项目资助(172102310706) 河南省高等学校重点科研项目资助(16A44001) 

出 版 物：《四川大学学报（工程科学版）》 (Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition))

年 卷 期：2017年第49卷第3期

页      码：104-109页

摘      要：华北石炭二叠纪聚煤区是中国最重要的煤炭生产基地,区内众多煤矿皆受煤系底部奥陶系灰岩承压水威胁。针对当前煤矿巷道底板承压水突水评价方法存在的局限和不足,探索研究巷道底板承压水突水评价方法。现行评价方法岩梁法的理论计算前提主要包括:底板隔水层简化为两端固支梁;在岩梁弯矩最大处,底板隔水岩层承受的拉应力超过抗拉强度,岩层拉裂破坏;忽略孔隙水压力对岩石破坏的影响,计算隔水层厚度时抗拉强度取底板隔水层的平均值。事故数据及研究分析表明岩梁法计算假设存在不合理之处,与实际工况有较大偏差。基于对常见矩形巷道围岩应力分布特征的分析,结合巷道实际工况,摒弃底板隔水岩层弯拉破坏模式,提出隔水岩层剪切破坏模式,建立巷道底板承压水突水破坏岩柱模型;基于所建立的岩柱模型,利用极限平衡理论,综合考虑孔隙水压力对岩石破坏的影响,推导底板隔水层承受最大水压的计算评价方法。结果表明:最大水压与隔水层厚度、隔水层平均容重、抗剪强度参数、孔隙水压力系数和巷道宽度直接相关,最大水压与隔水层厚度呈指数函数关系。文中所提评价方法的计算结果与实测吻合,证明该方法合理有效。所提方法也能为地下工程其他专业领域类似的承压水突水问题研究提供借鉴。

主 题 词：承压水 底板突水 最大水压 隔水层厚度 岩柱法 

学科分类：0810[工学-土木类] 07[理学] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.15961/j.jsuese.201600339

馆 藏 号：203230996...