非均布高压水对采煤工作面底板隔水岩层的破坏与突水研究

本文主要探讨了深部煤炭开采中面临的一项关键问题，即底板高承压岩溶水的危害。针对这一问题，研究者深入研究了非均布高压水对采煤工作面底板隔水岩层的影响以及其可能引发的突水条件。首先，论文从岩溶地质和岩溶发育的角度出发，分析了底板高压水含水介质的结构特性，并提出了高压水对工作面底板隔水岩层施加非均布水压作用力的概念。非均布水压被划分为四种基本类型，每种类型的水压分布不均对岩层的影响各不相同。 通过对数学与力学理论的分析和数值模拟计算，研究揭示了不同类型非均布水压力对上覆隔水岩层的具体破坏特征。研究发现，非均布水压相较于均布水压，对隔水岩层的破坏程度明显较低。在同等水压力下，不同类型的非均布水压作用方式导致的底板破坏范围和深度差异显著。水压在煤层走向上的作用范围越大，底板破坏的范围和深度也随之增加；而在煤层倾向方向，水压作用范围的大小对底板破坏的影响相对较小。 这项研究对于理解工作面底板岩溶水突出的机理、准确评估和预防矿井突水风险、保障矿井安全开采具有重要意义。它提供了关于如何有效控制和管理非均布高压水对煤矿开采过程中的潜在威胁的科学依据。此外，研究成果还为岩溶地质条件下的矿井工程设计和安全管理提供了重要的参考依据。