丁 立，王经明

(华北科技学院，河北 廊坊 065201)

0 引 言

隐伏于煤层底板内的导水陷落柱和导水断层是煤层底板最严重的隐蔽水害危险源，已造成华北许多煤矿突水淹井事故。对于隐蔽危险源，目前尚无有效的物探方法能够探明，突水淹井的风险仍无法控制。因此，开展煤层底板隐蔽水害危险源物理效应及朔源定位的研究极具工程应用价值。

关于煤层底板突水已经有多种理论，如“下三带”理论[1]、“原位破裂”理论[2]、“关键层”理论[3]、“下四带”理论[4]和“递进导升”理论。其中“递进导升”突水机理和隐伏断层密切相关[5]，认为隐伏于底板内的导水断层是突水的前提条件，水压、温度和应力效应成为了底板突水前兆监测的指标[6-7]。文献[8-11]分别利用水压对裂隙尖端强度因子影响，得出了不同的突水判别式。上述研究无疑都承认隐伏于煤层底板的导水断层为底板突水的危险源，和断层在向其穿过的含水层充水过程中，会造成水压、水温和离子浓度的变化。

关于陷落柱突水机理的研究程度很高，主要有陷落柱因采矿而活化的理论[12-14]、薄壁筒破裂理论[15]等。陷落柱的形成机理已经有“膏溶”[16 ]说、“溶蚀”[17]说和“内外循环”[18]等多个假说。其中“内外循环”说符合我国华北煤田地幔亚柱区绝大多数陷落柱发育于地温高异常矿区或煤高变质矿区的实际情况，也为研究导水陷落柱的温度效应奠定了基础。近几年柱状热源和离子源的模拟实验研究[19-20]发现地热和离子扩散过程中具有规律性较强的地温梯度场和浓度梯度场，这就使采用温度效应和浓度效应寻找陷落柱的成为可能。……