矿山水害灾变链式模型与工程应用

 矿山水害灾变具有链式的结构特征。结合灾害链式理论与矿山工程特征,探讨矿山水害的断链减灾理论模型与工程控制措施具有重要意义。以某矿山为工程实例,基于灾害链式理论构建了矿山水害的动态灾变链理论模型,将影响矿山水害形成的灾害要素划分为3类集合。构建了集合与集合、集合与集合内要素、要素与要素间的动态理论模型,分析了矿山水害链随时间变化的阶段性特征。提出了针对水害链孕育、潜存与爆发各个阶段特征的3种断链减灾模式和控制措施。应用该模型对某矿山610中段存在的由老窿水患引起的残矿资源回收问题,从断链减灾模式出发,提出了控制水害发生的具体的工程技术措施。研究结果表明,该矿山水害链模型显示的水害链灾源主要由地表水与老窿储水构成,并在工程响应下诱发充水通道形成灾害输出的灾变链结构;水害链模型可以有效描述矿井水害从孕育到发生的过程;610中段水患问题处于爆发状态;针对水害链的结构特征与状态,提出了老窿充填、地下排水和水资源的循环利用等控制水害的断链减灾工程措施,可以实现矿山水害的减灾、治理与水资源利用的协同处置。