阐述了2种稳态渗流模拟实验、1种采动条件下的渗流模拟实验和实际矿井突水过程中的自然电位动态监测试验情况及研究成果,以便研究矿井突水过程中的自然电位特征。均匀介质和层状非均匀介质的稳态渗流实验都证明,水头(水流前端)向电测位置的靠近会造成自然电位连续、稳步上升;故在没有采动应力影响的情况下,用自然电位的发展趋势可以反推出测区内的水流状态。在采动和非采动两种条件下的拟地层结构的渗流实验中发现,两种条件下的自然电位曲线特征明显不同;非采动条件下的自然电位曲线整体稳步上升,而采动条件下的自然电位曲线呈现大幅波动形态,采动引起的自然电位单次陡降和陡升幅度都在200 mV以上,水源充足条件下,自然电位的总体陡升幅度为600 mV左右,远远高于陡降幅度,致使自然电位最终高于背景值200 mV以上;且陡升过程往往跟随在陡降过程之后。矿井突水过程中的监测试验结论与室内实验结论具有一致性,测区突水过程前期,测线中部分电极的自然电位会连续波动,且陡降与陡升幅度都在200 mV以上;而在突水的中后期,所有测点的自然电位呈现整体大幅波动状态,最终高于初始值600 mV左右。

国家自然科学基金与神华集团有限责任公司联合资助项目(U1261202)；国家自然基金资助项目(51174193)；“十二五”国家科技支撑计划资助项目(SQ2012BAJY3504-01)；