煤礦底板突水定量預(yù)警準(zhǔn)則及預(yù)警系統(tǒng)研究

劉德民，尹尚先，連會(huì)青，趙東云

(華北科技學(xué)院 河北省礦井災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 101601)

底板突水是煤礦開(kāi)采過(guò)程中遇到的最主要的水害形式之一，特別是我國(guó)華北型煤田由于受加里東運(yùn)動(dòng)的影響，石炭—二疊紀(jì)煤系地層直接假整合于奧陶系石灰?guī)r或寒武系石灰?guī)r之上，煤層開(kāi)采受底板巖溶水威脅嚴(yán)重，且近年來(lái)隨著煤礦上組煤逐漸開(kāi)采枯竭而轉(zhuǎn)入下組煤開(kāi)采，底板防治水形勢(shì)將更加嚴(yán)峻，很有必要開(kāi)展煤礦底板突水機(jī)理及監(jiān)測(cè)預(yù)警的研究，以避免或減少底板水害事故的發(fā)生[1-3]。針對(duì)以煤層底板突水機(jī)制和突水機(jī)理為基礎(chǔ)的煤礦突水預(yù)警系統(tǒng)的研究，國(guó)外如日本、英國(guó)、德國(guó)等開(kāi)發(fā)了相應(yīng)監(jiān)測(cè)傳感器，利用攝影法、水質(zhì)監(jiān)測(cè)法及應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)法等開(kāi)展了采煤突水的監(jiān)測(cè)預(yù)警的研究及實(shí)踐，取得了較好的實(shí)用效果。我國(guó)煤炭科學(xué)研究總院早在20世紀(jì)90年代中期就研發(fā)了煤層底板突水征兆監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了底板位移、監(jiān)測(cè)鉆孔水壓和彈性波等的監(jiān)測(cè)。中煤科工集團(tuán)西安研究院，先后研發(fā)了松散層突水監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、底板突水災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)等，在全國(guó)多家煤礦開(kāi)展了推廣應(yīng)用，并提出了當(dāng)前礦井突水預(yù)警系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題及需要解決的關(guān)鍵技術(shù)[4]。華北科技學(xué)院尹尚先、王經(jīng)明等也在礦井突水預(yù)警方面展開(kāi)了深入研究，研發(fā)了全面監(jiān)測(cè)和重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的預(yù)警監(jiān)測(cè)布置方式和信息獲取技術(shù)，提出了突水的判別標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警級(jí)別確定方法，開(kāi)發(fā)了礦井突水監(jiān)測(cè)預(yù)警硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)[5-7]。盡管當(dāng)前礦井突水預(yù)警系統(tǒng)取得了較大的突破，但仍存在一些問(wèn)題亟待解決，如監(jiān)測(cè)設(shè)備的穩(wěn)定性與精確度有待進(jìn)一步提高，監(jiān)測(cè)位置精準(zhǔn)確定評(píng)價(jià)技術(shù)還要進(jìn)一步研究，特別是礦井突水預(yù)警準(zhǔn)則即預(yù)警閾值，大多采用定性預(yù)警準(zhǔn)則，而定量預(yù)警準(zhǔn)則即監(jiān)測(cè)指標(biāo)多大時(shí)需要報(bào)警，目前還沒(méi)有合適的理論、公式或者經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定預(yù)警閾值，為此在前人研究的基礎(chǔ)上[8-16]，采用礦井水文地質(zhì)分析、力學(xué)分析、地球物理勘探等技術(shù)手段，對(duì)煤礦底板突水預(yù)警準(zhǔn)則及相應(yīng)的監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)提高礦井突水預(yù)警精度及促進(jìn)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步完善具有一定的借鑒意義。

1 底板突水預(yù)警系統(tǒng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)及布置方式

煤礦底板突水是一個(gè)復(fù)雜的非線性動(dòng)力過(guò)程，在形成水災(zāi)事故之前往往有一些征兆，如：工作面壓力增大，底板鼓起；工作面底板產(chǎn)生裂隙，并逐漸增大；沿裂隙或煤幫向外滲水，隨著裂隙的增大，水量增加；底板破裂，沿裂縫有高壓水噴出，并伴有“嘶嘶”聲或刺耳水聲；底板發(fā)生“底爆”，伴有巨響，地下水大量涌出，水色呈乳白或黃色等。這些征兆主要是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)而來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)工作人員可以通過(guò)感官捕捉到突水征兆信息，然后結(jié)合相關(guān)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)對(duì)礦井突水做出預(yù)判預(yù)警。另外還有一些征兆只有通過(guò)借助相關(guān)監(jiān)測(cè)設(shè)備才能捕捉到，如應(yīng)力、應(yīng)變的突變，水溫水壓異常，隔水層視電阻率變化等，這些征兆往往發(fā)生在感官突水征兆之前，因此更具突水預(yù)測(cè)預(yù)警價(jià)值。經(jīng)過(guò)理論分析及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，綜合考慮現(xiàn)有測(cè)試水平及預(yù)警性能，本文選擇底板隔水層電阻率、水溫、水壓和應(yīng)力應(yīng)變作為底板突水預(yù)警指標(biāo)。布置方式采用全面監(jiān)測(cè)與重點(diǎn)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的布置方式，如圖1所示。

圖1 底板預(yù)警系統(tǒng)全面監(jiān)測(cè)與重點(diǎn)監(jiān)測(cè)布置示意圖

在現(xiàn)場(chǎng)布置監(jiān)測(cè)設(shè)備之前，應(yīng)根據(jù)預(yù)警區(qū)域的隔水層厚度、含水層水壓、含水層富水性、斷層、陷落柱、封閉不良鉆孔等，建立底板突水評(píng)價(jià)模型，對(duì)研究區(qū)突水危險(xiǎn)性進(jìn)行分區(qū)評(píng)估，將突水危險(xiǎn)性較小的區(qū)域劃定為全面監(jiān)測(cè)區(qū)域，而突水危險(xiǎn)性較大的區(qū)域劃定為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域。在全面監(jiān)測(cè)區(qū)域，通過(guò)在工作面進(jìn)風(fēng)巷或回風(fēng)巷底板每隔1～5m布置一個(gè)電極，利用井下采集主機(jī)實(shí)時(shí)采集底板隔水層視電阻率，并上傳地面監(jiān)測(cè)預(yù)警主機(jī)，實(shí)現(xiàn)底板視電阻率預(yù)警指標(biāo)全面監(jiān)測(cè)。重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域主要是通過(guò)施工監(jiān)測(cè)鉆孔，并埋設(shè)傳感器實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重點(diǎn)區(qū)域的水溫、水壓、應(yīng)力及應(yīng)變，其中水溫水壓傳感器主要埋設(shè)于目標(biāo)含水層(如奧灰含水層)和采煤工作面之間的弱含水層中，具體為在鉆孔底放置約20cm砂子，然后用傳送桿將水壓-溫度傳感器放至孔底，再在上面覆蓋40cm砂子，再放置約40cm膠泥用探桿搗實(shí)，用于監(jiān)測(cè)目標(biāo)含水層的水是否向上滲透進(jìn)入弱含水層。應(yīng)力應(yīng)變傳感器主要埋設(shè)于底板完整隔水層之中，具體為在鉆孔內(nèi)注入40cm水泥漿，將應(yīng)力應(yīng)變傳感器插入水泥漿內(nèi)，并用傳送桿控制傳感器導(dǎo)向板與煤層巷道平行，然后用注漿管注入水泥漿，確保應(yīng)力、應(yīng)變傳感器周圍水泥漿凝結(jié)致密，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)力、應(yīng)變，并反演監(jiān)測(cè)位置是否發(fā)生塑性破壞。同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)條件及巷道布置情況，也可以在重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域通過(guò)加密布置電極或采煤工作面推近重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域時(shí)縮短監(jiān)測(cè)間隔等方法實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

2 煤礦底板突水預(yù)警準(zhǔn)則

突水預(yù)警準(zhǔn)則是礦井突水預(yù)警系統(tǒng)發(fā)布警情的依據(jù)，是預(yù)警系統(tǒng)最重要的研究?jī)?nèi)容之一。在前人研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)研，依據(jù)煤礦突水征兆及突水判據(jù)，提出了底板突水定性預(yù)警準(zhǔn)則和定量預(yù)警準(zhǔn)則兩種預(yù)警準(zhǔn)則。

2.1 底板突水定性預(yù)警準(zhǔn)則

煤層底板突水是煤層開(kāi)采過(guò)程中由于采動(dòng)的影響，采場(chǎng)圍巖的應(yīng)力平衡被打破，隔水層在地下水水壓及采場(chǎng)應(yīng)力共同作用下發(fā)生變形，以致局部發(fā)生失穩(wěn)破壞形成導(dǎo)水通道而產(chǎn)生集中涌水的過(guò)程，并伴有圍巖應(yīng)力、應(yīng)變、水溫、水壓改變以及圍巖物性電阻率變化，依據(jù)前人研究基礎(chǔ)及監(jiān)測(cè)突水征兆，制訂以下定性預(yù)警準(zhǔn)則：

1)隨著工作面向監(jiān)測(cè)位置推進(jìn)，傳感器應(yīng)力、應(yīng)變逐步上升，在上升的過(guò)程中如應(yīng)力突然降低而應(yīng)變急劇增大，則監(jiān)測(cè)位置巖體發(fā)生塑性破壞，如有突水危險(xiǎn)，則發(fā)布警情。

2)監(jiān)測(cè)位置水溫、水壓發(fā)生變化，且有向目標(biāo)水源接近的趨勢(shì)，表明目標(biāo)水源滲透至監(jiān)測(cè)位置，存在突水危險(xiǎn)，需發(fā)布警情。

3)隔水層底部視電阻率降低，且低阻范圍逐漸擴(kuò)展上移，則表明目標(biāo)水源通過(guò)裂隙等通道向工作面滲流，有突水危險(xiǎn)，需發(fā)布警情。

4)斷層、陷落柱、封閉不良鉆孔等導(dǎo)水通道在接近目標(biāo)水源的部位視電阻率持續(xù)降低，且低阻范圍逐步向工作面擴(kuò)展，則表明在采動(dòng)影響下目標(biāo)含水層的水沿著導(dǎo)水通道向工作面滲流，需要發(fā)布警情。

上述4條預(yù)警準(zhǔn)則特別是準(zhǔn)則1和準(zhǔn)則2，均只代表監(jiān)測(cè)點(diǎn)的情況，在突水監(jiān)測(cè)預(yù)警實(shí)踐中應(yīng)結(jié)合具體的情況，并參照工作面突水前兆信息(如片幫、掛汗、氣溫異常變化、底鼓等)靈活地加以應(yīng)用。

2.2 底板突水定量預(yù)警準(zhǔn)則

定量預(yù)警準(zhǔn)則是依據(jù)煤層底板突水力學(xué)模型和煤礦安全規(guī)程、煤礦防治水細(xì)則等現(xiàn)行法律法規(guī)而制定的，其主控指標(biāo)為煤層底板有效隔水層厚度和含水層水壓。

當(dāng)煤層底板隔水層較薄，與采煤工作面空間位置關(guān)系滿足薄板力學(xué)模型條件時(shí)，張金才、張玉卓、劉天泉等建立了力學(xué)模型，如圖2所示，并采用Ritz法進(jìn)行了求解，得出了以H.Tresca屈服準(zhǔn)則下完整底板所能承受的水壓力[8]：

p1=A1(h-h1)2τ0+γh(1)

式中，p1為極限水壓，MPa；h為底板隔水層厚度，m；h1為底板破壞深度，m；τ0為底板巖層平均抗剪強(qiáng)度，MPa；γ為底板巖層容重，N/m3；Lx，Ly分別為所研究區(qū)域的長(zhǎng)及寬，其中，Lx=Max(Lx，Ly)，m；K1=1～2.5；v為泊松比。

圖2 底板有效隔水層的力學(xué)模型

同時(shí)利用塑性理論的極限分析方法，以抗拉強(qiáng)度為準(zhǔn)則，得出斷層影響下底板所能成承受的極限水壓P2：

p2=A2(h-h1)2St+γh(2)

式中，St為底板有效隔水層平均抗拉強(qiáng)度，MPa；K2=1～2.5。

也可以在含水層水壓已知的情況下，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研或預(yù)計(jì)的底板破壞深度，分別利用式(1)和式(2)求解出理論有效隔水層厚度分別為Hv1、Hv2。 令理論計(jì)算得出的有效厚度記為L(zhǎng)v，Lv=max(Hv1，Hv2)，利用電阻率監(jiān)測(cè)反演得出的工作面開(kāi)采底板破壞深度為L(zhǎng)p，工作面距離充水水源或?qū)ǖ赖膶?shí)際距離為L(zhǎng)a，則監(jiān)測(cè)有效隔水厚度為L(zhǎng)a-Lp，則根據(jù)監(jiān)測(cè)有效厚度(La-Lp)與理論或判據(jù)有效厚度(Lv)的關(guān)系，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)及水害預(yù)警準(zhǔn)則專家咨詢和調(diào)研，將預(yù)警等級(jí)劃分為藍(lán)色預(yù)警、黃色預(yù)警和紅色預(yù)警，制定預(yù)警準(zhǔn)則及等級(jí)如下：

其中，La依據(jù)鉆孔資料通過(guò)克里格插值求得；Lp根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)求得，有兩種方法：

1)視電阻率反演法：煤層開(kāi)采會(huì)在底板一定范圍內(nèi)形成塑性破壞區(qū)，塑性破壞區(qū)形成以后其視電阻率較完整巖體會(huì)產(chǎn)生一定的變化，表現(xiàn)為視電阻率的升高或降低。一般情況下，塑性破壞區(qū)形成以后，如無(wú)地下水進(jìn)入，則視電阻率較完整巖體高，反之如有地下水進(jìn)入破壞區(qū)，則視電阻率將會(huì)降低。據(jù)此，利用全面監(jiān)測(cè)方式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)底板視電阻率，通過(guò)對(duì)比分析煤層開(kāi)采前后視電阻率變化范圍，結(jié)合該地區(qū)水文地質(zhì)條件就可以確定底板破壞深度Lp。

2)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)法：利用重點(diǎn)監(jiān)測(cè)方式，施工監(jiān)測(cè)鉆孔，每隔2～5m埋設(shè)一個(gè)應(yīng)力應(yīng)變傳感器，重點(diǎn)位置如經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算破壞深度兩側(cè)加密埋設(shè)傳感器。煤層開(kāi)采過(guò)程中通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)力應(yīng)變，然后利用定性預(yù)警準(zhǔn)則1，判斷各個(gè)監(jiān)測(cè)位置是否發(fā)生破壞，從而可以監(jiān)測(cè)得出底板破壞深度Lp。

當(dāng)煤層底板隔水層較厚，不滿足薄板力學(xué)模型條件，利用突水系數(shù)及其演變公式，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警經(jīng)驗(yàn)，制訂了兩條定量預(yù)警準(zhǔn)則，即底板受構(gòu)造破壞塊段預(yù)警準(zhǔn)則：

底板正常塊段預(yù)警準(zhǔn)則：

3 底板預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)底板水害預(yù)警監(jiān)測(cè)指標(biāo)及布置方式，結(jié)合系統(tǒng)的功能需求，將預(yù)警系統(tǒng)分為井下預(yù)警指標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和井上監(jiān)控及警情發(fā)布系統(tǒng)。

3.1 井下預(yù)警指標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

井下預(yù)警指標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)原位預(yù)警指標(biāo)監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)傳輸至井上監(jiān)控及警情發(fā)布系統(tǒng)，主要由本安電源、采集分站、監(jiān)測(cè)設(shè)備和通訊設(shè)備。其中本安電源為整個(gè)井下預(yù)警指標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供電源，采集分站實(shí)現(xiàn)定時(shí)從監(jiān)測(cè)設(shè)備采集預(yù)警指標(biāo)并進(jìn)行緩存，同時(shí)將數(shù)據(jù)采集結(jié)果上傳至井上監(jiān)控及警情發(fā)布系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)設(shè)備主要包括電法儀和傳感器，其中電法儀主要是用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煤層底板視電阻率，實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)測(cè)，傳感器主要埋設(shè)于監(jiān)測(cè)鉆孔中，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)埋設(shè)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變和水溫水壓，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。通訊設(shè)備有礦用環(huán)網(wǎng)交換機(jī)和本安型交換機(jī)，為采集分站提供協(xié)議轉(zhuǎn)換，通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸，本安型交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)電法儀與主干網(wǎng)之間的連接。

3.2 井上監(jiān)控及警情發(fā)布系統(tǒng)

井上監(jiān)控及警情發(fā)布系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)井下預(yù)警指標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及控制，并將采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，依據(jù)預(yù)警準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)警情發(fā)布。主要有監(jiān)控主機(jī)、交換機(jī)、以太網(wǎng)路由器和GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送終端等組成，其中監(jiān)控主機(jī)通過(guò)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)與主干網(wǎng)連接，完成數(shù)據(jù)采集及控制，并將數(shù)據(jù)整理分析，生成警情。路由器實(shí)現(xiàn)監(jiān)控主機(jī)與因特網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的及警情的遠(yuǎn)程傳輸及發(fā)布。GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送終端主要實(shí)現(xiàn)以短信的方式將預(yù)警發(fā)送至指定的手機(jī)上。

4 底板突水預(yù)警系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

以許廠煤礦下組煤首采工作面11603為研究對(duì)象，開(kāi)展了底板突水預(yù)警系統(tǒng)的研究。11603工作面位于1160軌道上山東北側(cè)；工作面傾斜寬度為53m，走向長(zhǎng)度為1080m，底板標(biāo)高-387.1～-336.3m，主要充水含水層為十三灰含水層，該含水層屬富水中等、側(cè)向補(bǔ)給條件好的間接充水含水層，工作面內(nèi)部平均厚度6.2m，上距16上煤層在20.6～35.9m，平均27.2m，水位在+3.16～-123.6m之間，平均-65.7m，單孔最大涌水量129m3/h，突水系數(shù)為0.057～0.1459，具有一定的突水危險(xiǎn)性。為確保首采工作面的安全回采，許廠煤礦在開(kāi)展十三灰疏水降壓的同時(shí)，布置了底板突水預(yù)警系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在工作面運(yùn)輸巷距離切眼49m處開(kāi)始鋪設(shè)電極，電極間距1.5m，共鋪設(shè)48個(gè)電極，測(cè)線長(zhǎng)度為72m，實(shí)際監(jiān)測(cè)范圍為距離切眼49～79m共計(jì)30m，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)范圍為前10m，即49～59m段。重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域采用工作面推近時(shí)縮短數(shù)據(jù)采集間隔實(shí)現(xiàn)。由于底板隔水層較厚，不符合薄板理論要求，該地區(qū)小斷層發(fā)育，構(gòu)造中等，且以電法全面監(jiān)測(cè)為主，因此預(yù)警準(zhǔn)則選擇定性預(yù)警準(zhǔn)則的3和4，定量預(yù)警準(zhǔn)則選擇的公式(4)。從監(jiān)測(cè)結(jié)果中選擇了采前和采后代表性的成果圖，如圖3—5所示，圖中圈定部分為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域。

圖3 工作面推進(jìn)至監(jiān)測(cè)點(diǎn)前30m處視電阻率監(jiān)測(cè)結(jié)果

圖4 工作面推進(jìn)至監(jiān)測(cè)點(diǎn)前15m處視電阻率監(jiān)測(cè)結(jié)果

圖5 工作面推過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)5m處視電阻率監(jiān)測(cè)結(jié)果

在人為參與下，預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域采前和采后視電阻率變化可以有效圈定底板破壞深度，當(dāng)工作面推進(jìn)至監(jiān)測(cè)點(diǎn)30m處，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)表現(xiàn)為低阻，此時(shí)煤層開(kāi)采對(duì)該區(qū)域視電阻率近無(wú)影響，可以認(rèn)為該區(qū)域初始情況下具有一定的富水性，隨著工作面的推進(jìn)，由于采動(dòng)影響，在工作面前方產(chǎn)生壓應(yīng)力集中，巖層孔隙減小，地下水向外滲流，視電阻率有較明顯的增大趨勢(shì)，當(dāng)工作面推過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，在底板一定范圍內(nèi)產(chǎn)生了塑性破壞，所形成的裂隙為地下水的聚集提供了通道和場(chǎng)所，產(chǎn)生了地下水富集，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示為低阻，根據(jù)低阻范圍系統(tǒng)反演出底板破壞深度Lp=13m，結(jié)合該地區(qū)地質(zhì)資料，該區(qū)域隔水層厚度為29m，十三灰水壓為1.323MPa，代入式(4)，符合黃色預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，在監(jiān)測(cè)過(guò)程系統(tǒng)多次發(fā)布黃色警情，現(xiàn)場(chǎng)工作人員根據(jù)警情，加強(qiáng)了水文地質(zhì)觀測(cè)和十三灰疏水降壓，有效保障了首采工作面安全回采。

5 結(jié) 論

1)煤礦底板水溫水壓、應(yīng)力應(yīng)變、視電阻率等突水預(yù)警指標(biāo)目前均具有較準(zhǔn)確的可測(cè)性，且其反映底板突水而產(chǎn)生的異常往往早于感官突水征兆，更具突水預(yù)測(cè)預(yù)警價(jià)值。依據(jù)水溫水壓異常、應(yīng)力釋放降低應(yīng)變劇增、視電阻率降低等建立的定性預(yù)警準(zhǔn)則和依據(jù)力學(xué)模型、防治水規(guī)范規(guī)定所建立的定量預(yù)警準(zhǔn)則相結(jié)合，可以有效提高底板突水預(yù)警的準(zhǔn)確性。

2)建立了煤礦底板突水預(yù)警指標(biāo)全面監(jiān)測(cè)和重點(diǎn)監(jiān)測(cè)布置方式，提出了2種利用水害預(yù)警系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反演解算底板破壞深度的方法，開(kāi)發(fā)了水害預(yù)警系統(tǒng)，并以許廠礦11603工作面底板突水預(yù)警為例，驗(yàn)證了所研發(fā)的底板突水預(yù)警技術(shù)和預(yù)警系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)用性，可以為防止煤層底板突水提供一定的保障。