巷道底板承压水突水评价方法研究-四川大学学报（工程科学版）.PDF

第 49 卷 第 3 期 工 程 科 学 与 技 术 Vol. 49 No. 3 2017 年 5 月 ADVANCED ENGINEERING SCIENCES May 2017 •水利与土木工程• DOI: 10.15961/j.jsuese.201600339 巷道底板承压水突水评价方法研究 1, 2 1 * 1 3 1 郭兵兵 ，刘长武 ，刘德峰 ，高云瑞 ，王　超 (1. 四川大学 水利水电学院，四川 成都 610065 ；2. 河南工程学院 安全工程学院，河南 郑州 451191 ； 3. 宁夏水利水电勘测设计研究院有限公司，宁夏 银川 750004) 摘　要:华北石炭二叠纪聚煤区是中国最重要的煤炭生产基地，区内众多煤矿皆受煤系底部奥陶系灰岩承压水威 胁。针对当前煤矿巷道底板承压水突水评价方法存在的局限和不足，探索研究巷道底板承压水突水评价方法。现 行评价方法岩梁法的理论计算前提主要包括：底板隔水层简化为两端固支梁；在岩梁弯矩最大处，底板隔水岩层 承受的拉应力超过抗拉强度，岩层拉裂破坏；忽略孔隙水压力对岩石破坏的影响，计算隔水层厚度时抗拉强度取 底板隔水层的平均值。事故数据及研究分析表明岩梁法计算假设存在不合理之处，与实际工况有较大偏差。基于 对常见矩形巷道围岩应力分布特征的分析，结合巷道实际工况，摒弃底板隔水岩层弯拉破坏模式，提出隔水岩层 剪切破坏模式，建立巷道底板承压水突水破坏岩柱模型；基于所建立的岩柱模型，利用极限平衡理论，综合考虑 孔隙水压力对岩石破坏的影响，推导底板隔水层承受最大水压的计算评价方法。结果表明：最大水压与隔水层厚 度、隔水层平均容重、抗剪强度参数、孔隙水压力系数和巷道宽度直接相关，最大水压与隔水层厚度呈指数函数 关系。文中所提评价方法的计算结果与实测吻合，证明该方法合理有效。所提方法也能为地下工程其他专业领域 类似的承压水突水问题研究提供借鉴。 关键词:承压水；底板突水；最大水压；隔水层厚度；岩柱法 中图分类号:TD322　　　　　文献标志码:A　　　　　文章编号:2096-3246（2017 ）03-0104-06 Study on Evaluation Method of Confined Water Inrush from Roadway Floor 1, 2 1 * 1 3 1 GUO Bingbing ，LIU Changwu ，LIU Defeng ，GAO Yunrui ，WANG Chao (1. College of Water Resource and Hydropower, Sichuan Univ., Chengdu 610065, China; 2. College of Safety Eng., Henan Univ. of Eng., Zhengzhou 451191, China; 3. Ningxia Water Resources Hydropower Survey Design Research Inst. Co. Ltd., Yinchuan 750004, China) Abstract: The Carbonifero