高压奥灰水大型逆断层下盘煤层安全开采研究

高压奥灰水大型逆断层下盘煤层安全开采研究 第28卷 第2期 岩石力学与工程学报 Vol.28 No.2 2009年2月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Feb.，2009 白海波，茅献彪11，2 21 ，吴 宇，陈占清 (1. 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221008;2. 中国矿业大学 理学院，江苏 徐州 221008) 摘要:在底板高压岩溶含水层上且靠近较大断裂构造弱面采矿时，隔水层段的残余厚度和断裂的采动活化程度是 能否突水的关键因素。为探索这类问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，以徐州矿区柳新煤矿在大型逆断层下盘带高压奥灰岩溶水开采深部煤层 为实验现场，根据奥陶系顶部存在隔水层的观点，对该逆断层进行数值模拟、力学及演化的地质历史分析、探测 和现场渗透性实验后，完成工作面的安全保水试采。试采结果表明:该矿井田内的奥陶系顶部存在厚约118 m碳 酸盐岩隔水层，该隔水层由充填带和岩溶不发育带构成;逆断层天然状态下不导水，工作面开采造成了下盘煤层 至上盘奥陶系顶板逆断层面(约60 m)的局部活化，而处于奥陶系顶部隔水层段内的断层面未被活化。若上盘奥陶 系顶板就是岩溶含水层顶板，则在高水压的驱动下岩溶水将沿逆——————————————————————————————————————————————— 断层活化段向工作面渗透而造成突水。奥陶系顶 部碳酸盐岩隔水层和断层天然不导水是工作面贴近断层开采而 不发生突水的主要原因。 关键词:工程地质;断层活化;奥陶系岩溶水;碳酸岩隔水层; 高水压 中图分类号:P 642;TD 163 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2009)02–0246–07 RESEARCH ON WATER-RESERVED MINING WITH HIGH WATER PRESSURE UNDER LARGE-SCALE THRUST-FAULT IN ORDOVICIAN KARST BAI Haibo，MAO Xianbiao11，2，WU Yu，CHEN Zhanqing21 (1. State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering，China University of Mining and Technology， Xuzhou，Jiangsu 221008，China;2. School of Sciences，China University of Mining and Technology，Xuzhou， Jiangsu 221008，China) Abstract:The residual thicknesses of aquifuge and mining reactivations of the fault are the key factors to control the water inrush when mining is near the large-scale fault with karst aquifer under the floor. Taking the mining working face of deep coal seam under large-scale thrush-fault with high water pressure of Ordovician karst at Liuxin mine in Xuzhou mining area as a case，the numerical simulation， ——————————————————————————————————————————————— the mechanical analysis and the geological evolution process have been performed based on the viewpoint that aquifuges exist in Ordovician top and can be considered as key aquifuges，which can guarantee the safe mining of the working face. The research results show that in the experimental area，there are carbonatite aquifuge about 118 m in thickness，in which the karst cave is refilled and undeveloped. The fault in natural state is not water-conducting one;and the part of thrush-fault between coal seam in drop side and the Ordovician roof(about 60 m) in upthrust side is reactivated by mining，but the part of thrush-fault in top Ordovician aquifuge is not reactivated. If the Ordovician top is saturated with karst water，the water driven by high water pressure may infiltrate to the working face along the reactivation part of fault，which means the water inrush will occur. The aquifuge existing in Ordovician top is the primary reason for 收稿日期:2008–09–12;修回日期:2008–11 –18 基金项目:国家重大基础研究发展计划(973)项目(2007CB209400， 2006CB202210);国家自然科学基金重点项目(50634050);国家自然科 学基金资助项目(50674087，50874103) 作者简介:白海波(1960–)，男，博士，1982年毕业于南京大学 水文地质与工程地质专业，现为教授级高级工程师，主要从事矿井水 防治、水资源保护和利用理论与技术等方面的研究工作。E-mail: hbbai@126.com ——————————————————————————————————————————————— the mining safely around the fault. Key words:engineering geology;fault reactivation;Ordovician karst water;carbonatite aquifuge;high water pressure 1 引 言 华北型煤田基底奥陶系岩溶水既是华北地区主要的地下水源，又是煤矿防治水的重点。煤矿在奥陶系承压含水层上开采防止断层突水的主要 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 是留设足够大的防水煤柱，个别的也用注浆加固的办法以缩小断层防水煤柱宽度[1用结果上[7 ，8] ,6] 题需要解决:其一，若把整个奥陶系作为含水层计算突水系数(0.152)，则断层带是突水危险区域，即使按规程 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 留设宽度大于140 m的煤柱，也未必能保证安全开采。其二，在采动条件下，F16逆断层结构面被矿压扰动活化，奥陶系高压岩溶水有可能沿断层面发生渗流突变，溃入采场(如图1所示)。 ?0 m 。研究集中在底板 水向上渗透特征和水压对煤层底板的作用方式及作 ，而对奥陶系可溶岩层本身的研究较 少，只是将整个奥陶系笼统作为含水层对待，认为煤层埋藏越深，水压越大，突水危险性也就越大。对大断层附近开采突水危险性的预测常常偏大，而有些预测为“安全区”却发生了突水事故[9 ——————————————————————————————————————————————— ,17] 。为 此，通过对华北奥陶系沉积特征、顶部残留层位及岩性、岩溶发育及后期充填和改造等规律的研究，统计了许多典型矿区资料，提出了在华北广大区域奥陶系顶部存在隔水层段并可作为煤层底板保水采煤的关键屏障的观点[18 ,23] 图1 逆断层下盘带高压奥灰水开采示意图 Fig.1 Schematic diagram of mining under thrust-fault and high hydraulic pressure of Ordovician karst 。依据这一观点和研究方 法，在徐州矿区柳新矿的F16逆断层下盘成功实施了带高压奥灰岩溶水的安全保水采煤，再次证实了奥陶系顶部碳酸盐岩也可成为隔水层，并且可以成为保水采煤的隔水关键层。 3 采动应力集中与逆断层活化导水的 数值模拟 本次数值模拟选用FLAC，其模型尺寸大小为350 m×210 m，采用interface单元模拟，假定F16逆断层在天然条件下不导水，模拟采宽为70 m，模型上施加的垂直载荷为8 MPa，侧压系数取1.5，底部施加的孔隙水压力为7 MPa，施加x，y方向的位移约束，两端施加x方向的位移约束(见图2)。 (1) 应力分布特征 ——————————————————————————————————————————————— 模拟结果显示，732工作面开采后采场两侧出现带状分布的垂直应力卸压区，卸压带外出现了应力集中，其最大值为15,18 MPa，应力集中系数为2.25;在采场的两侧斜下都出现了应力集中，最大值为15 MPa(见图3);在F14正断层与F16逆断层相交区域出现了应力集中，其最大值为24,27 MPa，应力集中系数为3.0，影响范围约为5 m，次级应力为21,24 MPa，其影响范围为10,15 m(见图4)。 2 实验工作面基本条件 该井田为倾向NW的单斜构造，第四系覆盖层厚约45 m。F16为走向高角度(近70?)逆断层，F16逆断层上盘的浅部资源已经开采完毕，需要开采下盘的山西组7煤，该煤层与奥陶系顶界面正常层间距约为260 m，煤层倾角为45?，埋深,700 m以下(地面高程+34 m)，F16逆断层错动使上盘奥陶系顶板与下盘7煤间距不足60 m，上盘奥陶系岩溶水直接从浅部隐伏露头获得补给，水量充沛，渗透性好，奥陶系岩溶水水位为+(8,10) m，试采面处的静水压力约为7 MPa。732工作面沿F16逆断层走向布置，其材料道与F16逆断层的断煤交线平距不足40 m。 断层拉近奥陶系与开采煤层的间距，煤层底板承受奥陶系岩溶水水压高达7 MPa，有2个关键问 ? 248 ? 岩石力学与工程学报 2009年 F14 F16 ——————————————————————————————————————————————— y/(100 m) y/(100 m) x/(100 m) x/(100 m) 图2 数值计算模型 Fig.2 Calculation model for numerical simulation 图5 采场附近剪切应力分布(单位:Pa) Fig.5 Distribution of shear stresses of working face of its adjacent area(unit:Pa) y/(100 m) x/(100 m) x/(100 m) 图3 采场附近垂直应力分布(单位:Pa) Fig.3 Distribution of vertical stresses of working face of its adjacent area(unit:Pa) 图6 断层交接处剪切应力分布(单位:Pa) Fig.6 Distribution of shear stresses of cross junction of faults (unit:Pa) (2) F16逆断层的法向和切向变形 y/(100 m) 采动影响下，F16逆断层的法向和切向的力最大值分别为7和9 MPa，出现在F16逆断层和F14正断层交接部位(见图7，8)，断层的 ——————————————————————————————————————————————— 切向滑移量最大为1.374 cm，法向张开量最大值为8 cm(见图9，10)。 x/(100 m) 图4 断层交接处垂直应力分布(单位:Pa) Fig.4 Distribution of vertical stresses of cross junction of faults (unit:Pa) y/(100 m) x/(100 m) 采场上部岩层的剪应力分布成双漏斗型，最大值为4,6 MPa;受断层影响，采场左侧(回风巷)剪应力的集中程度和范围明显比右侧(运输巷)大得多(如图5所示)。在断层交汇处剪应力集中比采场附近要高，最大值为6,8 MPa，在两断层交汇点与回风巷之间有一条强度为4,6 MPa的剪切带(如图6所示)。 图7 F16逆断层的法向应力(单位:Pa) Fig.7 Normal stresses of thrust fault F16(unit:Pa) y/(100 m) y/(100 m) x/(100 m) x/(100 m) 图8 F16逆断层的切向力(单位:Pa) Fig.8 Tangential stresses of thrust fault F16(unit:Pa) 图11 深部含水层水流矢量图 Fig.11 Current vector diagram of water flow for deep aquifer ——————————————————————————————————————————————— y/(100 m) x/(100 m) x/(100 m) 图9 F16逆断层的切向变形(单位:m) Fig.9 Tangential deformation of thrust fault F16(unit:m) 图12 采场附近水流矢量图 Fig.12 Current vector diagram of working face of its adjacent area 奥陶系顶界面即是含水层顶板，开采后岩溶地下水将沿着断层活化段向上渗，进入采空区，开采732工作面有沿F16逆断层突水的危险，这与已有的 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 方法诸如突水系数等计算结果和防治水经验相一致。 4.1 岩溶发育与富水性 以徐州矿区为例，马五组(阁庄组)岩层为海退时期的云坪、灰云坪沉积，其中有4个旋回，各旋回的厚度自下而上依次为33，39，46，15 m。每个旋回均以微晶–细晶–中粗晶白云岩开始，经豹斑状泥质白云岩至泥质白云岩夹薄层钙质泥岩结束。徐州残留了3个旋回，第4个旋回(厚约15 m)连同其上的八陡组(马六组)被剥蚀殆尽，残留厚约118 m。白云岩段溶蚀较弱，以溶孔和小溶穴为主，但连通性差。因加里东期长期风化剥蚀，徐州矿区又缺失了八陡组(马六组)、阁庄组(马五组)的第四旋回，由于古岩溶风化壳的存在和后期沉积充填作用，使得马五组上部碳酸盐岩混入大量的泥质，岩溶不易再 ——————————————————————————————————————————————— y/(100 m) 4 奥陶系顶部岩层隔水性能研究 x/(100 m) 图10 F16逆断层的法向变形(单位:m) Fig.10 Normal deformation of thrust fault F16(unit:m) (3) 水渗流矢量 假定奥陶系顶界即为含水层顶板，高压岩溶水将产生越导(原始导高)，采动又将使F16逆断层局部活化，在高水压驱动下，上盘奥陶系地下水将沿着断层向上渗流(见图11)，然后经采动裂隙及煤层突入采空区(见图12)。 以上应力分布、变形及渗流矢量等模拟结果显示工作面采动在采空区周围和F16逆断层附近都产生了应力集中，在两断层剖面交汇处与732工作面之间有一条强度为4,6 MPa的剪切带贯通;假定 y/(100 m) y/(100 m) ? 250 ? 岩石力学与工程学报 2009年 发育，因此，富水性很差、含水性弱，成为隔水层。 (1) 水源勘探资料证实阁庄组富水性很差 位于柳新矿南侧、庞庄矿东侧的奥陶系分布区杜楼、孙庄以及东固城等几个村庄在奥陶系阁庄组隐伏露头区施工6个水源勘探孔，都是岩芯完整，溶孔和裂隙被方解石和泥质全充填，均为不漏水的干孔。 ——————————————————————————————————————————————— 在霸王山前、新河矿向斜北侧的半步店村的阁庄组隐伏露头区施工水源孔，穿越58 m厚的第四系后，在58,165 m深度范围内揭穿阁庄组，见蜂窝状溶孔、溶穴，钻进循环水基本不漏失，抽水实验证实不能成井。 张集矿、垞城矿、义安矿、庞庄矿、权台矿、董庄矿、唐庄矿和柳新矿等单位在阁庄组中寻找水源均未成功，在马家沟组灰岩含水层(q=10.8, 16.0 L/(s?m))中才解决。 (2) 矿井防治水工作证实了阁庄组富水性差 卧牛山矿在,120 m开拓放水巷抵达奥陶系顶界面后，再继续向奥灰钻进100 m(阁庄组)，仍无水。唐庄矿补4孔进入奥陶系阁庄组52.6 m(在孔深272.4,325.03 m)，未漏水、岩芯完整，抽水实验资料为:S = 41.98 m，Q = 0.25 L/s，q = 0.006 L/(s?m)，K = 0.011 7 m/d。该矿将矿井下部车场布置在奥陶系顶板，已经安全使用二十多年。 为验证推覆构造存在与否，在韩桥矿施工2个揭穿整个奥陶系的孔，其中，阁庄组厚度为92.3,105.8 m，岩芯完整、不漏水。 韩桥(,42,330 m)、夏桥(,45,330 m)、青山泉3个井、新河(,50,300 m)以及卧牛山(,42, ,300 m)垞城煤矿(,260,,700 m)等矿已采完或正 的，阁庄组以白云岩为主，在加里东风化壳(古)岩溶期，地势平坦，构造变形小，地下水在孔隙度相对较大(18%)的松软白云岩中循环深度受限，古地表形成低缓的馒头状山包，地下岩溶发育深度不大。长期风化剥蚀产物堆积造成古风化壳岩溶被全部充填，测井、地震波——————————————————————————————————————————————— 阻抗反演和钻探均证实该段泥质含量高，厚为30,50 m。因此由上部充填段和下部的岩溶不发育段二者共同构成了奥陶系顶部隔水层，总厚度为90,120 m。同时该隔水层也是致密的结构关键层，可以单独构成隔水关键层;奥陶系上覆的本溪组(25,30 m)及其上的软岩隔水层也可以单独构成隔水关键层，还可以将奥陶系顶部致密碳酸盐岩层和上覆软岩层构成复合隔水关键层(如图13所示)。 图13 隔水关键层构成及类型 Fig.13 Category and composition of key aquifuge 5 F16逆断层导水性分析 既然无缺陷的隔水关键层是可以抗住7 MPa水压力，那么，奥陶系高压岩溶水能否突入矿井就决定于F16逆断层断裂带的阻水能力。 (1) F16逆断层是燕山期与徐宿弧同时形成的压性结构面 F16逆断层与区内主构造线方向一致，根据分期配套，其属于燕山运动期的产物，与徐州—宿县弧形构造同期同成因，即在SE,NW向推挤力的作用下产生了徐州—宿县弧形构造和平行于弧线的一系列褶皱、断裂，F16逆断层就是平行于弧线的压性结构面。由于边界条件限制，断裂方向与新构造运动最大主应力方向不一致，所以，后期的喜马拉雅运动和新构造运动对其改造甚微，至今仍然保持其压性结构面的特点。 (2) F16逆断层天然状态下不导(含)水 断层形成的性质和后期改造情况均决定了断层面的渗透性差。控制与穿过该断层的钻孔有17个 ——————————————————————————————————————————————— 21#煤，大黄山在,120,,500 m、在开采太原组20#， 董庄矿在,200,,680 m开拓太原组均未发生奥陶系岩溶水突入矿井的问题，而下组煤仅距奥陶系顶界面35,40 m，若奥陶系顶部无隔水层段存在，采动对底板的破坏带就会与奥陶系承压水的原始(越导)导高带相同而出水，反过来也证明奥陶系顶部不富水。 柳新矿有6–8，6–10，6–5三个孔分别在覆盖区和掩埋区揭露奥陶系顶部60,140 m的层位，未见漏水，从而证实阁庄组的富水性差，可认作隔水层，其厚度为118 m。 4.2 隔水关键层构成 徐州矿区奥陶系顶部阁庄组作为隔水层是存在 孔，没有发生漏水;井下有,430 m北一石门、751石门、,430 m南北大巷、南一采区石门、南二采区石门、727与729工作面、707与730工作面及相邻的张小楼矿等巷道揭露，多条巷道穿越而不出水，证实F16逆断层天然状态下不导水。 自732工作面回风巷向F16逆断层施工了2个验证钻孔，钻孔从断层下盘穿到上盘，显示断层面紧闭，充填钙质胶结的粉砂岩，上盘破碎带很窄且其中的破碎岩石已经胶结固化，无水。利用2孔进行断层带阻水性能实验，经在1#孔加压注水，在2#孔观测接收，压水点至接受点间距为15 m，超过2.7 MPa后才压裂导通，得到断层带阻水能力η = 0.18 MPa/m，证明该断层有一定的抗渗透能力。图14为断层面阻水性能实验示意图。 # 逆断层构成了太原组石灰岩溶隙发育的终止线。 ——————————————————————————————————————————————— 6 开采实践检验 前述奥陶系顶部隔水层厚约118 m，使隔水层总厚度增加，特别是逆断层带上，上盘真正的奥陶系岩溶含水段顶板与下盘煤层底板间真实距离超过180 m，F16逆断层采动活化导水段约60 m，最大只抵达奥陶系顶界面，而奥陶系顶部隔水碳酸盐岩层恰是F16逆断层的非活化段，前述断层带抗渗实验表明未活化的断层带抗渗性能与完整的砂、页岩相近，因此，采动非活化段足够阻止高压岩溶水向上渗透，使采动活化段与奥灰含水段(O2m)不能沟通(见图15)，因此，下盘开采只需留设小煤柱防对盘太原组薄层灰岩裂隙水。 图14 断层面阻水性能实验示意图 Fig.14 Schematic diagram of water resisting test along thrust fault face 图15 奥陶系顶板隔水关键层与断层活化关系 Fig.15 Relationship between fault remobilization and key top confining strata of Ordovician top (3)F16逆断层是矿井深浅2个水文地质单元的分界线 F16逆断层为近走向逆断层(NE40?,45?)，其走向呈舒缓波状，倾向SE，与单斜地层倾向相反，倾角为60?,83?，落差为20,200 m，延展长度为3 500 m。在该断层的倾斜上方，有多条近乎走向的正断层，但由于延伸距离较短，只能起局部阻水作用，而F16逆断层倾角大、断距大、延伸长，两端延伸出本井田之外相当的距离，将本井田彻底分成深浅2部分，煤系地层中的砂岩和薄层石灰岩裂隙含水——————————————————————————————————————————————— 层被断开，大断距使上下盘煤系含水层失去水力联系。 由于F16逆断层的阻水作用和顶托作用，太原组石灰岩裂隙水交替变差，岩溶发育迅速终止，F16 7 结 论 (1) 模拟结果表明采动导致的断层局部活化段已抵达奥陶系顶界面附近，假定奥陶系顶部富含水则不能安全开采，这与已有的突水系数等评价方法得出的结果一致，证明数值模拟方法是可以用于具体工程力学评价的。 (2) 工作面沿逆断层成功安全开采的根本保障是奥陶系顶部的碳酸盐岩层构成的隔水层。该隔水层在本井田内是由顶部泥、钙质和黄铁矿充填带和岩溶不发育带(白云岩)组成，厚达118 m。在奥陶系顶部隔水层段内F16逆断层面未被活化、破坏，该隔水层发挥了隔水关键层的作用。 ? 252 ? 岩石力学与工程学报 2009年 (3) 华北奥陶系顶部存在隔水层的观点在该矿被又一次证实和成功利用，安全采出原认为是最危险块段的煤炭资源，不仅为该矿开采深部资源奠定了理论和实践基础，而且为探索华北约2.00×10 t的“下组煤”提供了新途径。 参考文献(References): [1] 刘衍高. 深部开采区导水断层防水煤柱合理留设探析[J]. 煤矿开——————————————————————————————————————————————— 采，2008，13(1):21–23.(LIU Yangao. Analysis of rationally setting waterproof coal pillar for water conductive fault in deep mining area[J]. Coal Mining Technology，2008，13(1):21–23.(in Chinese)) [2] 唐东旗，吴基文，李运成，等. 断裂带岩体工程地质力学特征及 其对断层防水煤柱留设的影响[J]. 煤炭学报，2006，31(4):455– 460.(TANG Dongqi，WU Jiwen，LI Yuncheng，et al. Features of fault zone rock mass engineering geological mechanics and its effect on leaving fault waterproof pillar[J]. Journal of China Coal Society，2006，31(4):455 –460.(in Chinese)) [3] 杜文堂. 断层防水煤柱可靠度分析[J]. 煤田地质与勘探，2001， 29(1):34–36.(DU Wentang. Reliability analysis of coal pillar for flood prevention[J]. Coal Geology and Exploration，2001，29(1):34–36.(in Chinese)) [4] 白峰青，姜兴阁，蒋勤明. 断层防水煤柱 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的可靠度方法[J]. 辽 宁工程技术大学报(自然科学版)，2008，19(4):356–359.(BAI Fengqing， JIANG Xingge，JIANG Qinming. Method of stability for design of fault waterproof pillar[J]. Journal of Liaoning Technical University(Natural Science)，2008，19(4):356–359.(in Chinese)) [5] 冯本超，洪允和. 正断层上盘防水煤柱合理宽度的研究[J]. 中国 矿业大学学报，1993，22(3):117–123.(FENG Benchao，HONG Yunhe. Study on rational width of coal pillar positioned in the upthrown block of normal fault for flood prevention[J]. Journal of China University of ——————————————————————————————————————————————— Mining and Technology，1993，22(3):117–123.(in Chinese)) [6] 施龙青，韩 进，刘同彬，等. 采场底板断层防水煤柱留设研究 [J]. 岩石力学与工程学报，2005，24(增2):5 585–5 590.(SHI Longqing， HAN Jin，LIU Tongbin，et al. Study on design of safety pillar against water-inrush through stope sill faults[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2005，24(Supp.2):5 585–5 590.(in Chinese)) [7] 黎良杰，钱鸣高，李树刚. 断层突水机制分析[J]. 煤炭学报，1996， 21(2):119–123.(LI Liangjie，QIAN Minggao，LI Shugang. Mechanism of water inrush through fault[J]. Journal of China Coal Society，1996，21(2): 119–123.(in Chinese)) [8] 靳德武. 我国煤层底板突水问题的研究现状及展望[J]. 煤炭科学 技术，2002，30(6):1–4.(JIN Dewu. Research status and outlook of water outburst from seam floor of coal mines in China[J]. Coal Science and technology，2002，30(6):1–4.(in Chinese)) [9] KONG H L，MIAO X X，WANG L Z，et al. Analysis of the harmfulness of water-inrush from coal seam floor based on seepage instability theory[J]. Journal of China University of Mining and Technology，2007，17(4):253–258. [10] KENDAL C G，SCHLAGER W. Carbonates and relative changes in sea level[J]. Marine Geology，1981，44(2):181–212. 11 ——————————————————————————————————————————————— [11] 王连国，宋 扬，缪协兴. 基于尖点突变模型的煤层底板突 水预 测研究[J]. 岩石力学与工程学报，2003，22(4):573–577.(WANG Lianguo，SONG Yang，MIAO Xiexing. Study on prediction of water- inrush from coal floor based on cusp catastrophic model[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2003，22(4):573–577. (in Chinese)) [12] ASHBY M F. The failure of brittle solids containing small cracks under compressive stress states[J]. Acta Metall，1986，34(3):45 –48. [13] DONG Q H，CAI R，YANG W F. Simulation of water-resistance of a clay layer during mining:analysis of a safe water head[J]. Journal of China University of Mining and Technology，2007，17(3):345 –348. [14] WANG L G，MIAO X X，DONG X，et al. Application of quantification theory to risk assessment of mine flooding[J]. Journal of China University of Mining and Technology，2008，18(1):39–41. [15] HANSHOW B B，BACK W. Major geochemical processes in the evolution of carbonate aquifer systems[J]. Journal of Hydrology， 1979，43(3):287–312. [16] TOTH J. Groundwater as a geologic agent:an overview of the causes，processes and manifestations[J]. Hydrogeology Journal， 1999，7(1):1–14. [17] 周瑞光，成彬芳，叶贵钧，等. 断层破碎带突水的时效特性 ——————————————————————————————————————————————— 研 究[J]. 工程地质学报，2000，8(4):411–415.(ZHOU Ruiguang， CHENG Binfang，YE Guijun，et al. Time effect of water inrush in fault rupture zone[J]. Journal of Engineering Geology，2000，8(4):411– 415.(in Chinese)) [18] 白海波. 奥陶系顶部岩层渗流力学特性及作为隔水关键层 应用研 究[博士学位论文][D]. 徐州:中国矿业大学，2008.(BAI Haibo. Research on seepage characteristics and role of key aquifuge in top Ordovician[Ph. D. Thesis][D]. Xuzhou:China University of Mining and Technology，2008.(in Chinese)) [19] 白海波，缪协兴. 潞安矿区奥陶系岩溶演化主控因子特征分 析[J]. 采矿与安全工程学报，2008，25(1):17–21.(BAI Haibo，MIAO Xiexing. Research on key controlling factor of the Ordovician karst developing in Lu′an coal field[J]. Journal of Mining and Safety Engineering，2008，25(1):17–21.(in Chinese)) [20] 白海波，缪协兴. 王庄–常村断裂带新生性及其控水作用[J]. 辽宁 工程技术大学学报，2006，25(增2):25–27.(BAI Haibo，MIAO Xiexing. The newly-formed characteristics and controlling action of Wangzhuang—Changcun fault belt[J]. Journal of Liaoning Technical ——————————————————————————————————————————————— University，2006，25(Supp.2):25–27.(in Chinese)) [21] 白海波，陈忠胜，张景钟. 徐州矿区奥灰岩溶水突出的原因 与防 治[J]. 煤田地质与勘探，1999，27(3):45–49.(BAI Haibo，CHEN Zhongsheng，ZHANG Jingzhong. Resources and control of Ordovician karst water bursting in Xuzhou coal mining area[J]. Coal Geology and Exploration，1999，27(3):45–49.(in Chinese)) [22] 缪协兴，浦 海，白海波. 隔水关键层原理及其在保水采煤 中的 应用研究[J]. 中国矿业大学学报，2008，37(1):1–4.(MIAO Xiexing， PU Hai，BAI Haibo. Principle of water-resisting key strata and its application to water-preserved mining[J]. Journal of China University of Mining and Technology，2008，37(1):1–4.(in Chinese)) [23] FENG M M，MAO X B，BAI H B. Analysis of water insulating effect of compound water-resisting key strata in deep mining[J]. Journal of China University of Mining and Technology，2007，17(1):1–5. ———————————————————————————————————————————————