鸳鸯湖矿区煤层顶板砂岩含水层富水性分区方法研究.docx

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1、鸳鸯湖矿区煤层顶板砂岩含水层富水性分区方法研究鸳鸯湖矿区侏罗系中统直罗组下段砂岩含水层是影响2煤开采的直接充水含水层,根据以往勘探结果,该含水层厚度在区内发育不均,约0~382.65m,平均66.28m,抽水试验所得标准单位涌水量0.0027~0.2995l/m·s,平均0.0896l/m·s,渗透系数0.0040~0.9557m/d,平均0.1693m/d,总体上表现为厚层低渗弱富水。但是在矿井的建设与生产中,红柳煤矿和麦垛山煤矿分别在2009年9月至2010年10月和2014年7月发生了严重的顶板透水事故,同时麦垛山井田于2016年年末在2煤辅运巷

2、进行的顶板放水试验中,12个钻孔中有8个出水量达到了180m~3/h,个别甚至达到了240m~3/h。鉴于这种复杂的富水性分布特点,亟需对该含水层富水性进行深入研究,对于矿井安全高效生产和防治水工作更加有序开展具有重要的指导意义。本次研究以鸳鸯湖矿区麦垛山和红柳两井田首采区为例,通过文献查阅、资料搜集,对研究区地质及水文地质基本条件进行了细致分析。在此基础上:首先确定了本次研究的目标层位,并从沉积特征和构造特征两方面共择取了10个富水性影响因素,建立了相应的专题图,圈定了各影响因素下的可能重点富水靶区;基于研究区以往抽水试验资料,采用灰色关联分析方法,计算了

3、各候选因素与富水性之间的关联度,得到岩性结构指数和中-粗砂岩厚度是沉积特征与富水性关系较为密切的两个主控因素;褶皱分维指数和断层分维修正指数是构造条件与富水性关系较为密切的两个重要指标。其次基于多指标综合评价方法的固有原则,确定了目标含水层富水性评价指标体系,并以富水性指数法为评价方式,分别基于层次分析法、熵权法、加法组合法三种常权以及局部变权方式建立了4种富水性评价模型,进行了富水性分区和差异性比较。最后以红柳井田首采区11个已采工作面实际涌水量资料作为富水性强弱判据,对分区结果进行了检验和方案优选,得到局部变权分区结果与实际情况基本一致,并建立了各富水性

4、级别与对应工作面涌水量之间的数学关系表达式,对麦垛山首采区即将回采的3个工作面阶段性涌水量及正常涌水量进行了尝试性的预测。