深部开采底板突水机理研究进展与挑战

"底板突水机理研究综述，施龙青，山东科技大地质科学与工程学院，青岛（266510），本文针对我国深部煤炭开采中的底板突水问题，全面梳理了国内外底板突水机理的研究历程与现状，包括各种理论的介绍、应用评价和不足，并强调了底板突水机理研究的重要性。" 底板突水是煤炭开采过程中面临的一大安全挑战，特别是在深部开采时，这一问题尤为严重。中国独特的地质构造，如华北型和华南型煤田中的含煤岩系夹杂多层碳酸盐岩，为岩溶发育提供了条件，一旦与煤层底板的厚层碳酸盐岩岩溶发生水力联系，就会增加底板突水的风险。随着煤炭开采向深层推进，底板突水事件的发生对煤矿生产的安全构成了重大威胁。 底板突水机理的研究历经多个阶段，从最初的相对隔水层理论，到突水系数理论，再到"下三带"理论，原位张裂与零位破坏理论，板模型理论，强渗通道说，岩水应力关系说，关键层理论，以及后来的"下四带"理论。每一种理论都在一定程度上解释了底板突水的原因和过程，但在实际应用中各有优缺点。例如，相对隔水层理论强调了地层间的相对渗透性差异，突水系数理论则关注底板岩石的渗透性和强度，而"下三带"理论则引入了水动力学和岩石力学的综合分析。 在理论研究的基础上，我国已经在矿井底板水防治理论方面取得领先地位。然而，底板突水机理仍然存在许多未解之谜，需要不断深入研究。这包括对复杂地质条件下的岩溶发育模式、水动力条件、底板岩石力学性质及其随开采活动的变化等方面的细化理解。同时，为了保障煤矿安全生产，必须发展更有效的预测和防治技术，如精细的地质勘查、先进的数值模拟方法以及创新的防水工程设计。 施龙青的文章强调，了解底板突水的历史与现状对于指导未来安全高效的煤炭开采至关重要。通过对比国内外研究进展，可以找出差距，提升我国的防灾减灾能力，从而减少底板突水事故，确保煤炭资源的可持续开发。因此，底板突水机理的研究不仅是地质科学的挑战，也是保障我国能源安全和矿山安全的必要任务。