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1、2022年岩溶突水机理研究 论文导读：国内的煤矿水文地质工作起步于20世纪50年头中期，突水防治思想和方法沿袭前苏联的大疏干开采阅历。60年头末，全国范围内的大规模的水源勘察和开发，为中国水文地质科学探讨积累了大量的资料和阅历，对地下水岩溶形态、赋存方式以及运移规律等方面的探讨有了质的飞跃，对基岩裂隙介质和岩溶发育与富水规律也有了肯定的相识。张玉卓、Y.P.Chugh等探讨了裂隙网络的流淌网格和裂隙岩体渗流与应力的耦合机理。近20年来，随着试验实力和方法的不断提高，特定条件下岩石变形、渐进破坏过程中孔隙结构改变引起渗透演化规律及其宏观力学行为的响应探讨逐步开展，很多学者进行了大量关于岩石应力应
2、变渗透率方面的试验探讨和理论探究工作。关键词：突水，岩溶，机理，演化 国内的煤矿水文地质工作起步于20世纪50年头中期，突水防治思想和方法沿袭前苏联的大疏干开采阅历。60年头末，全国范围内的大规模的水源勘察和开发，为中国水文地质科学探讨积累了大量的资料和阅历，对地下水岩溶形态、赋存方式以及运移规律等方面的探讨有了质的飞跃，对基岩裂隙介质和岩溶发育与富水规律也有了肯定的相识。论文大全。1964年原燃化工业部组织全国的煤矿防治水拔尖人才开展焦作水文地质大会战，水文地质工作者提出了突水系数的阅历公式，并很快在全国推广运用。20世纪73年头末引入了欧美的地下水动力学的最新探讨成果，拓展了地下水的探讨范
3、围和方法，由单一的稳定流抽水试验发展到非稳定流，评价、计算方法由解析、阅历到有限元、边界元的数值模拟。80年头初期，李白英、高延法等提出下三带理论，王作宇、钱鸣高等学者从采矿工程角度相继提出零位破坏与原位张裂理论、板模型理论以及KS理论等等，对相识和评价非构造性突水问题具有指导意义。90年头至世纪初，尹尚先等提出陷落柱突水的圆壁桶模型，对煤矿充水陷落柱防水煤柱和隧洞岩溶管道平安厚度的了留设具有重要参考价值。 目前，这些成果为防治煤矿、隧道、水电站等地下工程突水起到了主动的指导作用，渐渐形成了包括防水煤岩柱留设、双降采煤、底板预注浆以及平导洞迂回绕行等突水防治方法。但相关探讨均不能把岩体和水分开
4、，没有考虑应力场与渗流场的耦合作用，尚且无法说明涌水量与岩层破坏程度的关系，与实际突水规律吻合度不甚志向。论文大全。 早在1856年，H.Darcy就在法国Dijon城的水源问题探讨中创立了闻名的Darcy定律。20世纪30年头，Jacob依据热传导理论建立了地下水渗流运动的基本微分方程，人们起先重点探讨岩层的贮水性质及水头随时间的改变。20世纪50年头，Lomize首次提出平行板模型。此后50年内，Pomm、Snow、Louts、Wittke等相继进行了裂隙岩体水力学的试验探讨，建立了裂隙岩体渗流模型，很大程度上推动了渗流力学的发展。随着工程岩体渗流的应用的发展，Schneebeli、Lou
5、ts、Zeisler以及Rissler等建议用岩体渗透系数的实测方法取代传统的Lugeon压水法，提高了计算的精确度和精度。在裂隙岩体渗流与应力耦合方面，Oda48由裂隙网络三维几何形态动身，建立了较严密的裂隙岩体渗流特性与应力特性之间的关系。Erichsen49由岩体裂隙变形分析为基础建立裂隙岩体渗流与应力耦合分析程序，首次在耦合分析中不是以应力而是以应变为干脆耦合对象，计算结果更符合实际，郭雪莽也提出过类似的建议。此外，张金才探讨了煤层开采后底板岩体的破坏、渗流及突水规律。张玉卓、Y.P.Chugh等探讨了裂隙网络的流淌网格和裂隙岩体渗流与应力的耦合机理。论文大全。近20年来，随着试验实力
6、和方法的不断提高，特定条件下岩石变形、渐进破坏过程中孔隙结构改变引起渗透演化规律及其宏观力学行为的响应探讨逐步开展，很多学者进行了大量关于岩石应力应变渗透率方面的试验探讨和理论探究工作。 在数值模拟方面，突水机理的探讨的重点集中在渗流-损伤耦合作用上，基于FLAC、UDEC、RFPA等商业程序或弹塑性、断裂和损伤数值模型，引入介质断裂、损伤推断准则，并嵌入描述介质破坏膨胀区渗透性-损伤演化方程，以此来探讨岩体突水过程的渗流-损伤耦合行为。基于传统的弹塑性理论和有限元的数值模型，其本质是通过推断塑性区或变形引起的渗透性的变更来定义突水通道。基于断裂力学理论的数值分析模型，一般以线弹性或非线性的断
7、裂力学理论为基础，主要分为分别裂缝模型、分布裂缝模型和内嵌单元裂缝法三种，C.Wolkersdorfer和R.Bowell、K.Noghabai等17应用断裂力学方法或数值模型探讨隧道开挖、矿山开采中的水力劈裂现象，分析了水压力对裂纹扩展的力学机制。连续损伤力学模型在岩体力学领域具有良好的应用前景，P.Valko和M.J.Economides用Kachanov和Perkins-Kern-Nordgren损伤模型模拟分析水压致裂作用下岩石的损伤和开裂过程。杨延毅、朱珍德和朱维申等建立了裂隙岩体渗流场与损伤场耦合分析模型，并胜利应用于边坡渗流破坏、矿井突水灾难发朝气制的模拟。 突变理论是73年头初
8、发展起来的非线性科学，国外学者Henley最早应用突变理论探讨了火山爆发、相变、浊流和断层运动的定性模型。在我国，最早介绍突变理论的是凌复华的中译本突变理论入门，近30年来，突变理论在我国岩石力学探讨领域取得了广泛的应用，尤其在工程岩体突水机理探讨方面。李顺才利用突变理论探讨了破裂岩体中渗流灾变的非线性动力特征。王连国基于尖点突变模型开展了煤层底板突水预料的探讨。邵爱军建立了预料矿坑底板突水的尖点突变模型；中国生应用尖点突变原理分析了承压水底板关键层失稳突水的力学机制；王凯分析了单变量序列尖点突变模型及其稳定判据；周辉运用突变理论求得了井筒底板隔水层的最小理论平安厚度，并与典型案例实际状况基本
9、相符。明显，突变理论已经在煤矿突水预料与防治领域取得了长足的进步，但在动力扰动诱发突水方面尚无相关成果，爆破、开挖等外力扰动诱发突水的动力灾难机制是突水机理探讨的重要方向。 【参考文献】1禹群,朱学愚.地下水动力学M.北京:地质出版社,11010.2肖楠森.新构造分析及其在地下水勘察中的应用M.北京:地质出版社,11010.3鸣高,缪协兴,许家林,茅献彪.岩层限制的关键层理论M.徐州:中国矿业高校出版社,2003. 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页