基于厚壁筒理论的陷落柱突水模式研究

陷落柱是中国华北型石炭二迭纪煤田的一种特殊隐伏垂向构造，广泛分布于华北20个煤田45个煤矿区，其导致的突水具有隐蔽性、突发性且水量大（与奥灰水联系）等特点，已经造成生命财产的巨大损失，并仍是今后煤矿安全生产的重大隐患。拟在陷落柱特征、受控机制及形成基本条件分析和力学成因机制模拟解释等前期工作的基础上，总结陷落柱与其它构造突水的异同，科学凝练陷落柱突水的不同模式，运用数值、物理模拟相结合方法及声发射实验手段，研究顶底板和煤柱的破坏形式、位置及形状，揭示不同模式的突水机理，检验薄板理论的适用性，探索以厚壁筒为理论基础的突水模式，建立相应的厚壁筒数学力学模型，并用实际突水事例验证其准确性和有效性，建立突水模式-对应力学模型-相应突水机理的基本理论体系。其研究不仅对煤矿防治水理论体系的建立及完善具有重大理论意义，而且必将改变只治标不治本的被动水害治理局面，推动煤矿安全生产形势的根本好转。