矿井突水是煤矿开采过程中的主要灾害之一，矿井发生突水的2个必要条件是突水水源和突水通道，隔水层岩体在采动影响下破裂失稳演化为突水通道的过程中，阻隔水能力减小，岩层阻隔水能力决定了突水危险性的大小；同时，在突水演化过程中地下水在破裂岩体中从低速线性渗流转变为高速非线性渗流，而非线性渗流现象本质上是由湍流效应引起的，是当前研究的热点和难点。围绕破裂岩体阻隔水能力和非线性渗流演化规律，国内外专家学者并取得了一系列研究成果。在岩体阻隔水能力研究方面，当破裂岩体的空间范围波及到含水层时容易引发突水事故，因此主要围绕岩体抵抗变形破坏能力、发生变形破坏的空间范围、岩体内水头压力衰减等方面开展研究，包括“阻水系数法”、“上三带”和“下三带”理论、“突水系数法”等，并考虑采动应力的影响，研究断层或陷落柱活化影响范围。在非线性渗流演化规律研究方面，地下水在多孔介质中由线性渗流向非线性渗流的转换状态可以作为突水发生的标志，这些研究对突水通道内水的压力和速度关系进行了研究，主要为Forchheimer方程或Brinkman方程，在相关的数值模拟研究中，地下水从含水层经过突水通道到达工作面的过程中，分别采用达西定律、非线性渗流方程以及Navier-Stokes层流方程控制，揭示了突水过程中的非线性渗流规律，这些研究对突水的预测与防治起到了很大的指导作用。但是，在地下岩体阻隔水能力研究方面，通常主要关注岩性、岩体强度以及变形破坏规律，传统方法通常认为岩体破裂后的区域失去阻水能力，就不再视为隔水层，往往忽略了水在破裂岩体内的流动状态及演化规律，若某些破裂岩体能够使地下水的流速很小且很难升高，则仍然可以认为这些破裂岩体具有一定的阻水能力。事实上从流体动力学的角度分析，地下水在破裂岩体内流动时遇到的阻力与破裂岩体内部结构密切相关，直接认为破裂岩体失去阻水能力是不严谨的。比如，突水系数的临界值是基于经验数据得到的，在一些渗流实验中发现，即使对岩体施加的压力梯度远大于临界突水系数值，渗流速度依然很小，远低于突水时的水流速度水平，因此使用突水系数法得出的突水危险性结果通常偏保守；另外，临界突水系数在底板受构造破坏的地段的经验取值为0.06 MPa/m，这个经验取值在裂隙发育规模较小或者含有黏土的破碎区域中也比较保守，但目前缺少有效的方法确定破裂岩体阻水性与突水危险性的对应关系，现场评价中多是根据经验，比如由黏土含量、破碎岩体被泥质物质充填后的密实程度等性状特征定性地给出结论，缺少破裂岩体内部结构参数与突水危险性分级之间的量化关系。

在非线性渗流研究方面，已有的研究多是集中在使用非线性渗流理论研究突水演化过程中的能够体现由线性向非线性渗流转化的状态参数的变化，例如Forchheimer数、非达西因子等参数，这些参数的研究为突水演化过程中的地下水流动状态判识、破裂岩体结构变化与突水通道演化规律奠定了坚实的理论基础。由于地下岩体多孔介质结构以及多孔介质非线性渗流理论比较复杂，寻找非线性渗流特征、破裂区(突水通道)的阻隔水性能量化指标与突水危险性之间的内在联系比较困难，因此缺少进一步利用这些非线性渗流参数建立破裂岩体突水危险性判据或量化方法的研究。

综上，目前关于破裂岩体突水危险性的确定存在以下不足之处：①在地下岩体阻隔水能力研究方面，由于多孔介质的复杂性，破裂岩体突水危险性通常以定性分析为主，缺少破裂岩体内部结构参数与突水危险性分级之间的量化关系；②在非线性渗流研究方面，缺少考虑非线性渗流参数的突水危险性判据或量化方法。 

鉴于此，为了找到一种破裂岩体突水危险性量化方法，笔者将首先分别开展裂隙岩体和破碎岩体的非线性渗流实验，然后基于实验结果和非线性渗流理论建立破裂岩体的非线性渗流数学模型，最后基于非线性渗流数学模型找到一种方法建立破裂岩体的结构特征参数、非线性渗流特征参数与突水危险性分级三者之间的关系，建立破裂岩体突水危险性量化指标和判据，以期为破裂岩体突水危险性难以量化评价这一问题提供一种新的解决思路和方法。