关键层突变破断的冲击能诱发离层突水机理研究 论文

覆岩的离层突水水害逐渐成为了一种主要水害，使得离层突水机理研究成为了亟需解决的难题，为了弄清离层突水过程，研究离层突水机理这一关键问题，以突变理论、结构力学及材料力学等理论为基础，通过覆岩离层中的关键层的受力分析，建立了离层关键层的力学模型；以能量分析为出发点，求得了离层关键层的总势能函数表达式；以力学平衡为前提，构建了用能量来表达的离层关键层发生破断的尖点突变模型，并计算了离层关键层破断后释放的冲击能；从能量守恒及离层下伏软岩隔水层的力学性质分析出发，提出了软弱隔水层吸收关键层破断释放的冲击能后，发生“压裂”和“劈裂”2种离层水突涌模式，并预测了工作面发生离层突水的位置。