煤层底板突水风险：岩性-结构决定因素与危险性评估

本文主要探讨了基于煤层底板岩性和结构的突水危险性评价问题，这对于煤矿突水灾害的预防和管理具有重要意义。作者从以下几个方面进行了深入研究： 首先，作者关注了煤系岩石的力学性质，特别是煤层底板的隔水介质条件。他们发现，隔水层的岩性对煤层底板的隔水性能有显著影响。当底板中的泥岩含量增加时，尽管隔水性能有所提高，但由于泥岩的抗水压能力较弱，整体而言，煤层底板的抗水压能力会下降。同时，断裂构造的发育程度也直接影响隔水层的稳定性，从完整结构发展到块裂、碎裂甚至松散结构，会导致煤层底板的隔水性能和抗水压能力同步减弱，从而增加突水风险。 其次，文章强调了煤层底板隔水层厚度与抗水压能力之间的密切关系。通过统计分析，发现煤层底板所能承受的极限水压（P）与隔水层厚度（h）存在二次幂函数的关系，即随着厚度的增加，能承受的水压能力呈非线性增长。这是在传统突水系数基础上，对隔水层特性考虑的重要发现。 接着，作者提出了一种新的煤层底板突水危险性评价分类方法，该方法不仅考虑了传统突水系数，还纳入了隔水层的岩性结构特性，如完整、块裂、碎裂和松散等，以更全面地评估突水风险。 最后，作者通过水压Pw与岩体破裂压力Pc的关系以及水压Pw与最小主应力σhmin的关系，进一步细化了突水风险的判断标准，这为实际操作中的预警和决策提供了更为精确的依据。 这篇论文提供了一套基于岩性和结构的煤层底板突水危险性评价理论和实践方法，对于煤矿行业的安全生产和灾害防控具有重要的指导意义。它深化了我们对煤层突水机理的理解，并为防止和减少突水事故的发生提供了科学的理论支持。