破碎岩体渗流规律及其在煤矿突水防治中的应用技术

简介：本项研究属煤矿开采与安全技术领域，荣获国家科学技术进步二等奖。针对受煤矿采动影响后的破碎岩体渗流特性与孔隙岩体（包括裂隙岩体）有着显著差异，其渗透系数可高出一般孔隙岩体或裂隙岩体数个量级，渗流多为非Darcy流，易发生渗流突变并导致煤矿重大突水事故发生的特征，将揭示采动破碎岩体渗流与渗流突变机理作为开发煤矿突水防治技术的理论基础，系统研究了煤炭开采过程中采动破碎岩体渗流与渗流突变规律，建立了新的煤矿突水防治技术原理和方法。

主要技术特点： 该项成果既从理论上揭示了采动破碎岩体非线性渗流突变规律和成灾机理，又从原理和方法上开发了煤矿突水防治新技术：（1）以采动岩体破断裂隙内渗流突变为突水判据，建立了采场顶、底板突水预测预报新方法。采用优化采场设计和回采工艺以及对隔水关键层实施注浆加固等综合技术措施，形成了新的采场顶、底板突水灾害防治的隔水保护层控制技术。（2）利用岩体、裂隙及水体的导电性差异，探测采场顶、底板中隐伏含水裂隙带的分布范围，开发了煤矿含水裂隙带的井下电法探测技术，为煤矿突水危险性判别和突水防治提供了可靠的物探技术。
该成果形成了关于采动破碎岩体渗流突变导致的煤矿突水防治创新技术，推动了我国矿井灾害防治理论和技术的发展，在煤矿采动破碎岩体渗流、渗流突变规律研究及煤矿突水防治技术开发方面，取得了重大突破和创新，具有广阔的推广应用前景，经由煤矿安全及相关学科组成的专家委员会鉴定，研究成果总体理论与技术水平达到国际领先水平。
应用情况：现已在江苏天能、徐州、潞安、淮北、永城、大屯等矿区推广应用，取得了显著的经济和社会效益。