白丽伟， 吴 迪， 唐志新， 王 洋， 赵润康

(1.中色紫金地质勘查(北京)有限责任公司， 北京 100012；2.北京科技大学土木与资源工程学院， 北京 100083；3.哈密红石矿业有限公司， 新疆 哈密 839000；4.北京航空航天大学交通科学与工程学院， 北京 100083)

1 前言

煤矿地下水库由采空区改造形成，主要包括储水(采空)区、取用水设施和坝体(分为煤柱坝体和人工坝体)等部分，其具有蒸发量小、水质自净化(采空区岩体可以净化矿井水)和建设运行成本低的优点, 它的运行可以很好解决矿井水外排至地面造成水资源大量浪费和破坏当地地表生态的问题[1]，从而有利于煤炭的可持续开发。与地面水库类似，坝体安全稳定是煤矿地下水库安全的核心，这主要是因为煤矿地下水库坝体受多种力(包括矿压和水压等)组合作用，一旦受到外界扰动(如矿震)，容易发生坝体垮塌，出现水库涌水事故，从而严重威胁到井下生产安全。因此，展开煤矿地下水库坝体稳定性研究变得尤为重要。而煤矿地下水库坝体的稳定性主要受应力场、渗流场以及两者的耦合影响，如受外部载荷(矿压和水压等)影响的应力场控制坝体变形，受动态水压(由储水量改变引起)影响的渗流场发生变化时，渗透力和孔隙压力发生改变，从而改变坝体应力状态。应力场和渗流场耦合作用体现在孔隙水压改变有效应力，应力的作用改变坝体渗透系数。

在应力和渗流对煤矿地下水库坝体稳定性影响研究方面，顾大钊等[2]通过相似试验和数值模拟研究了煤矿地下水库煤柱坝体对外界动力扰动的响应行为。……