岩体采动裂隙时空演化突水危险性决策模型研究

裂隙岩体由于受到采动的影响，岩体裂隙张开、产生和贯通等，甚至造成岩体的破坏断裂，从而形成导水通道。如果破坏区域或裂隙区域连接到上部或下部的承压含水层，将造成工作面突水，此为近水体采煤面临的主要问题。根据充水水源、导水通道等的不同，矿井水害可以分为多种类型，而松散含水层下采煤面临的主要为受采动影响导水裂隙带导通松散含水层而导致工作面的突水溃砂。隋旺华等人对近松散层采煤突水溃砂进行了研究并给出了定义，在开采煤层距离松散含水层比较近的时候，如果裂隙带导通了松散含水层，此时水砂混合流体会溃入井下采掘工作面，且其含砂量比较高，导致事故的发生，引起财产损失和人员伤亡，此为一种矿井地质灾害[248-252]，如图6-4所示。

图6-4　突水溃砂灾害形成结构图[248]

导致突水溃砂灾害形成的方式有多种，例如断层导通、直接采动导通（一般基岩厚度较薄）、钻孔导通等，如图6-5所示。

图6-5　松散含水层下采煤突水溃砂导通形式[248](www.xing528.com)

采动裂隙覆岩突水溃砂是一种被多种因素控制的复杂系统，前文已经对覆岩采动过程中应力与裂隙特征进行了时空演化分析，因此，采动覆岩突水溃砂也是一个具有时空特征的演化过程，目前对其的判别研究主要以定性或半定量的研究方法为主，突水溃砂定性决策流程图如图6-6所示。

图6-6　突水溃砂定性决策流程图

近年来，随着计算机技术的迅速发展，为了提高煤炭资源回收率，在许多覆岩厚度比较薄的区域，需要提高开采上限，并要防止突水溃砂灾害发生，保证安全开采。因而需要对影响的复杂因素进行时空演化分析，因此引入能够很好考虑因素空间特征的空间分析方法对采动裂隙覆岩突水溃砂灾害控制因素进行时空决策与评价，并通过基于熵的多准则决策方法，对采动裂隙覆岩突水溃砂灾害进行定量的决策研究是十分必要的。