煤层顶板离层水周期性突水模拟与防治研究

"孙学阳，刘自强，杜荣军等人在《煤炭学报》2016年第41卷增刊2期中探讨了煤层顶板次生离层水周期突水致灾过程的模拟研究。文章通过分析离层水害的动态周期性特征，利用关键层理论推导出离层产生的判别式，并借助数值模拟方法模拟离层的形成和发展，揭示了煤层开采中顶板次生离层水害的周期性规律。" 在煤层开采过程中，顶板离层水害是一种重要的次生灾害，其发生与覆岩力学性质的差异密切相关。当煤层开采导致覆岩产生非均匀变形和下沉时，由于不同岩层间力学性质的差异，会形成离层。随着工作面的推进，这些离层会继续发展到最大，如果上部存在水源，就会形成离层水。一旦导水裂隙带的高度发育并连接离层水体，就会导致离层水突然涌入井下，造成严重的水害。 研究发现，离层水害并非一次性事件，而是呈现出周期性的特点。离层在形成后会经历一个压实萎缩的过程，水体会逐渐流失。随着煤层顶板的周期性破坏，离层水害也会周期性地重现。值得注意的是，首次出现的离层通常规模最大，对应的水害影响也最严重。在特定的研究区域，每向前推进100米的工作面，离层水害就可能发生一次。 通过数值模拟，作者们能够详细描绘离层水害的发生、发展和消退过程，这对于理解水害的动态演变规律以及制定有效的防治措施具有重要意义。此外，这些研究成果对于预测和预防煤矿水害，保障煤矿安全生产提供了科学依据，有助于优化开采策略，减少灾害风险。 关键词涉及的领域包括顶板离层水的研究，次生灾害的分析，周期性现象的探讨，以及数值模拟技术的应用。文章的中图分类号为TD74，文献标志码为A，文章编号为0253－9993(2016)S2－0510－07，收稿日期为2016年5月17日。