地下工程突水的富水优势断裂

突水是地下工程常遇到的主要和危害严重的工程地质现象。工程实例分析表明，地下工程中大的涌水和突水大多与地质结构面，特别是断裂有关。文中分析了断裂控制地下水赋存和运移的规律，以及可能导致突水的富水优势断裂的特征。由于断裂突水的复杂性和众多的影响因素，将地质机制分析、经验判断和定量指标与评价模型相结合是重要的，也是可行的。文中介绍了一种富水优势断裂的量化分级方法，讨论了相应的预测与防治工程对策。     

休宁桃溪断裂破碎带构造解析及其区域控矿作用启示

位于休宁县-歙县整装勘查区北西缘的休宁桃溪构造破碎带,岩石破碎,矿化蚀变强烈。详细的构造研究从中解析出逆冲推覆、左行平移作用、正断层作用和右行平移作用等多起变形。带中花岗斑岩侵入及金多金属矿矿化与构造的关系研究表明,逆冲推覆构造为成矿前构造,北东向平移断层控制了区内岩浆岩的分布,以北东向为主的正断层是成矿期构造,而右行平移断层是成矿后构造。本构造破碎带的多期变形及其与成矿关系可以为休宁县-歙县整装勘查区的构造控矿作用提供勘查。     

地下开采中优势面控水控稳机制分析

优势面对矿区灾害事故发生展布具明显的控制作用。本文据诸多实例论述了地下开采中优势面的控水、控稳两类机制 ,并建立了相应的优势指标和评价准则 ,为地下开采灾害控制研究指出了一种新的思路和分析方法。     

综合物探调查晋祠断裂对晋祠泉流域岩溶水控制作用效果分析

研究晋祠断裂特征及其对晋祠泉流域岩溶水的控制作用,可为晋祠泉流域岩溶水运移规律的分析提供依据。本文利用可控源音频大地电磁法（CSAMT）、音频大地电磁法（AMT）、大地电磁法（MT）和大功率充电法等物探方法对晋祠断裂西南段断裂特征及其对晋祠泉流域岩溶水控水作用进行调查与研究。研究结果显示,晋祠断裂西南段走向北东—南西,倾向南东,倾角自浅至深由大变小,断裂带宽约250 m,影响深度大于1 km;晋祠断裂南东侧存在相对阻水地层,致使大部分岩溶水未进入太原盆地,推断该断裂为张性导水断层;在西山山地存在两个与晋祠断裂平行的岩溶水强径流带,其宽度在150~300 m之间。岩溶水通过晋祠断裂和强径流带对下游补给。     

依兰煤矿二矿矿坑突水灾害原因分析及进一步工作建议

本文依据现场实地调查资料，采用物探手段，综合考虑该矿区的地质环境背景和人类开采活动，阐述了依兰煤矿二矿矿坑突水的灾害现状，初步进行了成因机制的探讨，同时提出了进一步工作的建议。     

新疆北山210金矿床断裂构造控矿作用及成因机制

210金矿床位于新-甘边界地区哈密市境内,大地构造背景位于哈萨克斯坦-准噶尔板块与塔里木板块交汇部位东北缘的北山裂谷。断裂构造是矿床内最为重要的控矿因素。F210韧脆性剪切断裂带为矿床内的主干断裂,由该断裂张性破裂发育的逆冲断裂破碎带为210金矿床的直接控矿构造,控制了蚀变岩型金矿化的发育,由逆冲剪切产生的叠瓦式逆断层不含矿,而近NS向缓倾斜构造控制了210金矿床石英脉型矿化的发育。并运用里德尔剪切理论对逆冲断裂带控矿构造成因机制进行了分析。     

桌子山煤田构造控水机理研究

查明地质构造对桌子山煤田岩溶地下水的控制规律和矿井突水的影响,基于大量地质原始资料和矿井突水资料,进行理论分析和现场实测。研究表明：桌子山煤田以近南北向的压扭性主构造和东西向的张性次级构造构成立体网格导水体系,地质构造不仅控制着岩溶地下水系统的边界,而且直接影响水动力条件。地质构造越复杂,岩溶裂隙越发育,富水性也越强,西北地区第一例岩溶陷落柱即在此体系内形成。断裂构造与突水点位置联系紧密,中小型突水点多位于东西向小断层附近,中型以上突水点多位于东西向和南北向断层交汇处的地下水强径流带。     

广西龙胜县柚子坪铅锌矿断裂构造控矿特征及成因探讨

柚子坪铅锌矿的主要矿体是受F1断裂控制的脉状矿床,其单脉的成矿构造可分为剪切带型与破碎带型两种类型.破碎带型矿脉多呈不规则状,囊状,空间分布与断裂破碎带一致,矿化不均匀且品位低;剪切带型矿脉多呈透镜状,其成矿构造具有平行复脉、脉中脉及矿液压裂等特征,矿化较富集且品位高.工业矿体是由多个破碎带型或剪切型单脉组成的脉群.认为F1断层既是导矿构造,又是储矿构造,多期次的构造运动是形成上述构造特征的主要原因.     

陕渑煤田构造控水机理

在地质与水文地质资料系统分析的基础上,以构造动力演化为主线,深入探讨了陕渑煤田构造发育、组合、性质及其分布规律,阐述了地质构造对地下水的控制机理。结果表明:印支期和燕山期构造运动奠定了陕渑煤田主体构造格局,构造运动不仅控制了含水系统的结构形态,而且直接影响到地下水动力条件,尤其燕山期形成的NNE向构造对含水层改造最为明显;地质构造越复杂,岩层富水性就越强,且富水区多位于断层端部或其两侧影响带范围内;矿井突水点在构造复杂区域分布显著增多,大部分的突水点位于小断层附近,褶皱轴部及转折部位也是突水的高发区域。     

用事故树法确定煤矿防治水安全检查表

为对煤矿防治水系统做出专项安全评价,采用了事故树分析的方法。利用计算机编程分析可以得出煤矿突水事故树最小割集和基本事件的结构重要度。根据事故树基本事件及其结构重要度建立防治水系统专项安全评价指标体系与安全检查表。采用该方法实现了某煤矿六采区水体下开采的防治水专项安全评价。得出突水事故树的最小割集共116个以及基本事件的结构重要度。依此建立了六采区防治水系统专项评价指标体系与安全检查表。检查评价该矿安全等级为低度危险,并提出整改意见。     

断层破碎带突水突泥演化特征试验研究

为了研究富水断层破碎带隧道突水突泥灾害演化机制,自行研制了一套可考虑质量迁移及地应力状态的大型室内突水突泥试验系统。利用该装置开展了不同水压加载方式、不同破碎带介质参数等条件的断层破碎带突水突泥灾害演化过程模拟试验。结果表明：（1）断层破碎带突水突泥灾害演化是渗流?侵蚀强耦合过程,在水压作用下,破碎带介质中的细颗粒首先发生迁移,导致充填介质孔隙结构增加,进而加速细颗粒流失,促使涌水率不断增长,随着细颗粒不断迁移流失,水流流态由层流转换为紊流,最终诱发突水突泥灾害;（2）破碎带介质初始孔隙率和施加水压越大越易诱发突水突泥,介质渗流演化特征越明显,渗流场参量如渗透率、孔隙率、雷诺数增加越快,且渗流场参量演化曲线出现突增现象;（3）梯度水压加载模式下断层破碎带介质较恒定水压加载条件下突水突泥演化特征更明显,介质发生突水突泥的临界水压更小。在此基础上,基于涌水率?时间（Q-t）、水力梯度?涌水率（i-Q）关系的流态转换分析和基于渗透率?水力梯度（k-i）关系的渗透性演化特征,建立了断层破碎带渗透演化特征概化模型。该研究结果对于断层破碎带突水突泥灾害演化机制与防治措施具有一定的理论指导价值。     

东滩矿断层活化对3煤顶板突水的影响

兖州矿区东滩煤矿二叠纪3(3上)煤层与其顶部侏罗纪红层的间距约60～220m。回采过程中多数工作面未发生红层突水，或水量较小；4308和14301工作面却发生了红层突水，且水量较大。分析认为：采动影响使工作面内断层活化，增大了冒裂带高度，从而导通红层含水层所致，最后提出了防治红层突水的建议。     

巷道防突岩柱厚度对断层带延期突水的控制机理

为了探讨防突岩柱厚度与巷道延期突水的相互关系,首先根据泥岩的三轴蠕变试验结果,结合材料本构关系建立了相应的\     

断层破碎带隧道突水突泥灾变演化模型试验研究

为研究断层破碎带隧道开挖扰动作用下突水、突泥灾变演化过程,建立了三维地质模型试验系统,以江西永莲隧道F2断层突水、突泥灾害为例,通过大量的材料配比及物理力学性能参数测试,研制出适用于流-固耦合模型试验的新型断层及正常围岩相似材料,对隧道突水、突泥灾害进行研究。试验结果有效地揭示了无支护条件下断层破碎带隧道的洞周位移、渗流压力、应力-应变以及突出物质量等特征参数对时效性的响应规律。随着时间的增长,渗流压力整体呈上升趋势,越靠近开挖面其波动范围及幅度越大;突出物质量在发生突水、突泥灾害前出现短时减小后迅速增加;洞周围岩拱顶以竖向位移为主,而拱腰以水平位移为主;在相同相应力状态下,拱腰位置应变比拱顶位置大。将试验灾变特征与现场实际演化过程进行对比分析,两者结果较为吻合。该系统可广泛应用于其他地下工程的模型试验研究,其研究方法及结果对类似工程研究具有一定的指导和借鉴意义。     

国家庄矿-210m北大巷突水原因分析

肥城矿区国家庄煤矿-210 m北大巷曾发生突水量高达32 970 m3/h的突水事件,出水点附近地质构造复杂,含水层互相对口接触,这一大型突水是承压水沿断裂构造薄弱带突入巷道所致。      

采动影响下矿井突水水源Fisher判别与地下水补给关系反演

为了揭示采动影响下矿井突水水源误判原因,进而推测地下水补给关系,收集了朱仙庄煤矿历年水化学资料,建立了突水水源的Fisher判别模型,并根据水样误判结果以及矿井地质与水文地质条件,反演分析了地下水补给关系.研究结果表明朱仙庄煤矿煤系砂岩裂隙含水层全部水样回判正确,含水层较为封闭,与其他含水层无水力联系;新生界第四含水层、侏罗系砾岩含水层与石炭系或奥陶系灰岩含水层部分水样误判,矿井采动影响下不同时期含水层间的地下水存在不同程度的水力联系,矿井新生界第四含水层水源对侏罗系砾岩含水层存在补给,石炭系或奥陶系灰岩水则通过矿井南部露水补给新生界第四含水层.地下水动力条件的变化验证了地下水补给关系.建立突水水源判别模型,分析回代误判原因,反演地下水补给关系,为正确认识矿井采动影响下地下水循环条件提出了新的研究手段.     

贵州赫章县珠市铁矿山矿井突水机制研究

贵州地区岩溶普遍发育,岩溶区矿产资源丰富.由于含矿层及上下部地层含水性强至极强,矿产开采过程中水害问题突出.大型地下堰塞水体是形成矿井突水的主要水体之一,因其隐蔽性高,防范难度极大.阐明大型地下堰塞水体成因及其形成矿井突水的特点,对矿山生产防水治水有重要意义.以赫章县珠市铁矿山2015年"11·22"突水事故为例,在对突水矿井开展技术调查的基础上,结合矿山水文地质条件,通过对断层构造部位的岩溶发育特点、地下水径流、赋存状态以及形成矿井突水的水源类型、各类水体形成突水特征等分析,揭示了岩溶区大型地下堰塞水体的形成机制;阐明了该类水体形成矿井突水的一般特征及突水征兆;明确了造成赫章县珠市铁矿山矿井突水的水源为大型地下堰塞水体,事故系矿井爆破掘进过程中揭穿大型地下堰塞水体下部岩溶管道所致.大型地下堰塞水体形成矿井突水有其独特性,针对性地开展矿井防治水工作,及时采取合理、有效的防治水措施意义重大.     

覆岩中断层活化突水的力学分析及其应用

据资料统计,国内煤矿的突水淹井事故80%以上是由断层引起的,大多数是原始地质条件下的非导水断层在采动影响下活化发生突水。出于安全生产和保水采煤的需要,对采场覆岩中断层因工作面的推进而活化突水进行力学分析,研究防止断层活化突水和保水采煤的开采方法。由摩尔-库仑破坏准则得出断层的活化准则,推导出断层活化的临界倾角、断层活化时的临界开采深度和间隔式开采断层活化时工作面临界推进距离。结果表明,断层的破坏形式与断层倾角有很大关系,随着断层倾角的增大,断层的破坏形式依次表现为,随着工作面的推进断层和覆岩一同破坏、剪切破坏和拉破坏。断层倾角越大,越容易活化。以大柳塔煤矿保水采煤为例,应用研究成果计算了间隔式开采工作面的临界推进距离,并且以相似模拟试验验证了计算结果。     

高风险岩溶隧道掌子面突水机制研究

在我国西部强岩溶地区,越来越多的长大深埋隧道潜在突水、突泥的风险,由于隐伏岩溶水体位置、规模以及体量的不确定性,突水模式与类型异常复杂,隧道掌子面的突水风险系数极高。对于隧道开挖后围岩结构完整性较好的掌子面,在特大体量隐伏岩溶水体作用下,当开挖面进入安全厚度内迅速发生破断突水,具备明显的突变特征。针对隧道掌子面发生破断突水的突变特征,采用数值手段探讨了施工条件对突水突变现象的影响。将隧道简化为圆形,建立了掌子面失稳的折叠突变模型,通过对系统势能函数的分析,推导了隧道掌子面发生破断的突水条件和最小安全厚度计算公式,基于系统势能突变控制参数灾变演化路径的分析,提出了掌子面突水的具体防治措施,并结合工程实例验证了其可行性。