基于岩性-结构的煤层底板突水危险性评价

孟召平^1,2，张贝贝¹，谢晓彤¹，申正伟¹，何方俊¹，潘之德¹

1. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室地球科学与测绘工程学院2. 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室

摘 要：煤层顶底板突水危险性预测与评价是煤矿突水灾害防治的基础和依据。针对煤层底板隔水介质条件,分析了煤系岩石力学性质,煤层底板突水的岩性、结构和厚度特征,建立了煤层底板突水危险性评价理论和方法。研究表明:煤层底板隔水介质条件取决于隔水层岩性和断裂构造,随着底板泥岩含量增加,煤层底板隔水性能增高,但抗水压能力降低;随着断裂发育程度的增加,底板隔水层由完整结构、块裂结构到碎裂结构和松散结构,煤层底板抗水压能力和隔水性能均降低,突水危险性增大。煤层底板抗水压能力与煤层底板隔水层厚度密切相关,统计表明,煤层底板受的极限水压p与底板隔水层厚度h之间为2次幂函数关系。在传统突水系数的基础上考虑了隔水层的岩性和结构特征,提出了煤层底板突水危险评价分类;进一步根据水压Pw与岩体破裂压力Pc关系和水压Pw与最小主应力?hmin关系判断是否突水。

关键词：煤层底板;岩性-结构;突水危险性;