陷落柱突水模式及理论判据

不论岩体结构如何,地下水总是寻找采掘小区域内的构造软弱带,突破其中的关键部位(层),而形成突水。大量防治水实践和理论证实,突水通道一般呈横截面积有限、形状各异、类似陷落柱的柱体管道,因此,可以将煤矿突水‘柱体突水通道’设想为力学中的‘厚壁筒’,其顶底板突水类似‘筒盖’破坏失稳,煤柱侧壁突水则与‘筒壁’破坏失稳相似,而突水通道中的地下水压力和围岩地应力即为厚壁筒的内外压力;以‘柱体突水通道’和‘厚壁筒’的完全吻合为基础,将突水通道概化为‘柱体突水通道’统一模式,并建立其‘厚壁筒’力学模型。在利用模型进行突水条件分析时,应用结构分析的剪切破坏理论方法,并对其中的力学条件和推导过程作了适当简化,由地下水压力突破构造软弱带内关键层时的极限平衡状态,得到了简单实用的突水理论判据,可以有效预测突水部位及突水与否,指导防治水工作。范各庄2171综采工作面特大突水模型的建立及突水理论判别的实际计算表明,‘柱体突水通道’突水模式概化准确,‘厚壁筒’力学模型切实可行,突水理论判据正确,且切合实际。