本项目基于开采扰动应力场诱发岩体破坏（微震活动性）是矿山突水前兆本质特征这一学术思路，针对沉积岩水力学特性，在渗流力学和损伤力学理论的基础上采用立方定律和strain partition技术改进本构关系，建立描述沉积岩破坏突水机理的渗流耦合三维宏观力学模型。同时通过现场实例监测获取岩层破坏突水的微震前兆数字化信息，在深层次上对采动岩层破坏突水通道形成特征、突水岩层微震活动前兆信息和并行渗流耦合数值仿真结果进行综合反演，用微震监测基准标定突水数值模型，探求开采过程中应力积累诱发岩体破坏及其渗流演化规律与突水岩层微震活动性之间的内在联系，揭示岩层破断突水前兆规律及预测定位突水通道。项目实施为我国深部高水压矿井突水通道预测预报提供科学的分析手段，确保我国安全战略的实施和能源可持续生产，将取得巨大的经济效益和社会效益。 2100433B

涌水量在短期内突然成倍剧增的现象称为突水。通常按突水时涌水的主要水源，将突水划分为断层、地表、底板、陷落柱和采空区积水等五类。我国为底板突水事故多发性的国家。据统计，底板突水事故约占我国各类突水事故总次数的1/4，并且这类突水往往造成重大的灾害性损失。

底板突水又常按其突水的峰值流量、动态表现形式等进行分类。按突水的峰值流量可将突水事故分为特大型、大型、中型和小型突水，其峰值流量分别为大于50m³/min，20-49m³/min，5-19m³/min和小于5m³/min。据统计，我国发生的突水淹井事故约有85%以上的事故源于大型和特大型突水事故。峰值流量的大小反映了水源的富水程度、水压高低和突水通道的畅通程度。一般，直接由奥灰或由奥灰补给的含水层所形成的底板突水具备有富水和水压高的特点，大多为大型或特大型突水。因此，底板突水对矿井安全生产的威胁很大，常需特殊加以重视。

按底板突水的地点可分为掘进巷道突水和采煤工作面突水两类。前者的突水地点发生在开掘于煤层中的准备巷道，后者则发生在采煤工作面附近且多系因受到采动影响而发生底板突水。统计资料表明：这两类突水方式的突水次数约各占一半左右。应当指出：这两类突水的机理有所差别，由于防止发生采煤工作面突水所需的隔水层厚度更大，并且这类突水事故大多为大型或特大型突水事故，它们对安全生产的威胁也更大。所以一般应特别重视防治采煤工作面底板突水。

按照底板突水的动态表现形式又可分为爆发型、缓冲型和滞后型三类。爆发型突水多直接发生于采掘工作地点附近，并且一旦发生突水，其突水量在瞬间即达到峰值流量，然后，突水量逐渐减少和趋于稳定。这种突水的来势很猛，水中常夹有岩块碎屑，有很强的冲击力，危害最大。缓冲型突水也多发生在采掘工作地点附近，其突水量则经历由小到大逐渐增长的过程，往往要在突水后数小时、数日甚至数月才增长到最大流量，所以其突水的来势较缓，冲击力也较弱。滞后型突水一般是在采掘工作面推进了相当距离以后才在巷道或采空区中发生突水，其滞后发生突水时间可长达数日、数月甚至数年，突水量的增长也可急可缓。突水动态表现形式的差别反映了隔水层破坏方式的不同。隔水岩层（岩柱）因其拉、剪应力超限而突然破坏时大多形成爆发型突水；而缓冲型突水则往往是隔水层因渗流速度超限而逐渐破坏了隔水能力所形成的，至于滞后型突水则又往往与矿压的叠加影响有着密切的联系。不同的动态表现形式反映了不同的突水原因，需分别针对问题所在，采用不同的防治措施 。

矿井突水水源按其来源可以分为大气降水、地表水体、地下水体和老空水 。大气降水一般为矿化度较小、硬度较低的软水。地表水一般均带泥沙悬浮物而有浑浊度。此外，大气降水及地表水中含有大量的有机物和细菌，可作为判断其存在的重要依据。地下水的水化学成分十分复杂，作为矿井突水水源应采用其它方法综合判断。老空水多表现为强酸性，突水瞬时水量大、破坏性强，但一般与其它水源无联系，突水后急剧减弱.可作为常规判定老空水的重要依据。

突水一般预兆

(1)煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且淋水由小变大；有时煤帮出现铁锈色水迹 。

(2)工作面气温降低，或出现雾气或硫化氢气味(即臭鸡蛋味)。

(3)有时可闻到水的“嘶嘶”声。

(4)矿压增大，发生片帮、冒顶及底肢。

突水工作面底板灰岩含水层突水预兆

(1)工作面压力增大，底板股起，底殿量有时可达500mm以上。

(2)工作面底板产生裂隙，并逐渐增大。

(3)沿裂隙或煤帮向外渗水，随着裂隙的增大，水量增加，当底板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时浊：底板活动时水变浑浊，底板稳定时水色变清。

(4)底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并伴有"嘶嘶"声或刺耳水声。(5)底板发生"底爆",伴有巨响，地下水大量涌出，水色呈乳白或黄色。

突水松散孔隙含水层水突水预兆

(1)突水部位发潮、滴水、且滴水现象逐渐增大，仔细观察发现水中含有少量细砂。

(2)发生局部冒顶，水量突增并出现流沙，流沙常呈间歇性，水色时清时浊，总的趋势是水量、沙量增加，直至流沙大量涌出。

(3)顶板发生溃水、溃沙，这种现象可能影响到地表，致使地表出现塌陷坑。