采动裂隙岩体渗流突变成灾机理与控水开采基础研究

采动岩体动力学失稳与渗流突变是发生矿井突水的直接原因，而岩体失稳和渗流突变则是采动岩体流-固耦合系统的演化所致，岩层破断、岩体结构运动等是裂隙形成和演化的控制性因素。因此，本课题以采动岩体渗流理论、水-岩耦合作用和岩层控制关键层理论为基础，以理论分析、数值模拟、室内和现场试验为手段，研究采动岩体破断、裂隙演化与涌水溃砂渗流场突变响应规律，提出改革开采程序、工作面空间尺度等人为可控扰动工程控制涌水溃砂水量及流态的控水开采原理，并深入研究控水关键层的判别条件、阻隔水能力、闭合规律及对其实施控制的原理和方法，初步建立采动岩体裂隙演化过程的涌水溃砂的渗流突变的工程地质作用模型；在采场顶底板控水关键层原理的指导下，探索受水患威胁煤层控水开采的调控调度新模式；揭示采动裂隙岩体渗流突变与可控扰动工程之间的内在普适性规律，建立和完善水害防治研究平台，变被动防水为主动控水，为受水困煤层安全开采提供科学依据。

采动岩体动力学失稳与渗流突变是发生矿井突水的直接原因，而岩体失稳和渗流突变则是采动岩体流—固耦合系统的演化所致，岩层破断、岩体结构运动等是裂隙形成和演化的控制性因素。因此，课题以采动岩体渗流理论、水-岩耦合作用和岩层控制关键层理论为基础，以理论分析、数值模拟、室内和现场试验为手段，研究采动岩体破断、裂隙演化与涌水溃砂渗流场突变响应规律，提出了改革开采程序、工作面空间尺度等人为可控扰动工程控制涌水溃砂水量及流态的控水开采原理，并深入研究控水关键层的判别条件、阻隔水能力、闭合规律及对其实施控制的原理和方法，初步建立了采动岩体裂隙演化过程的涌水溃砂的渗流流态与突变的工程地质作用模型；在采场顶底板控水关键层原理的指导下，探索了受水患威胁煤层控水开采的调控调度新模式；揭示采动裂隙岩体渗流突变与可控扰动工程之间的内在普适性规律，建立和完善了先进的水害防治研究平台，为矿井水害防治研究可持续开展奠定了良好基础。