平煤股份朝川矿一井涌水量预算方法研究.pdf

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1、2011年第3期能源技术与管理83doi：10．39690．issn．1672-9943．2011．03．033平燥股份朝川矿一井涌水量预算方法研究刘永峰(河南省煤田地质局四队，河南平顶山467000)[摘要]简述了平煤股份朝川矿一井水文地质的概况，在系统收集整理近几年水文地质资料的基础上，采用大井法、比拟法及灰色系统预测法对矿井涌水量进行了预算。经综合分析对比，采用大井法的预算结果：矿井正常涌水量为952rn。／h，最大涌水量为1904m／h。此结果可作为矿井防治水设计的依据。[关键词]涌水量；大井法；比拟法；灰色系统预测法[中图分类号]TD742+．1[文

2、献标识码]B[文章编号]1672_9943(2011)O308331水文地质概况平煤股份朝川矿一井位于临汝煤田的东南部，由于外围李寨正断层、刘洼正断层、上石灰窑正断层主干断裂构造的控制，矿区为单斜构造，地层走向北东，倾向北西。北侧的刘洼正断层，落差千余米，倾向北，使下盘的寒武系灰岩与上盘的三叠系地层对接，形成北部的阻水边界。西南部的上石灰窑正断层与东南部的李寨正断层，落差均在图1朝川矿水文地质单元及边界示意图500In以上，使下盘的寒武系灰岩与上盘的二叠平煤股份朝川矿一井开采二煤层，矿井直系或新近系、第四系地层对接，形成西南与东南的接充水水源主要为煤层底板石炭

3、系、寒武系岩溶阻水边界，致使整个矿区属基本封闭的水文地质裂隙水，顶板砂岩水所占的比例较小㈣]，近7a来单元，如图1所示。涌水量情况如表1所示。表1朝川矿一井近年矿井涌水量统计2．2二煤层底板涌水量Q计算公式2矿井涌水量的计算公式Q=2rrKHM／(1nRgro)本次对朝川矿一井二煤层一500In水平的2．3涌水量方程式法计算公式矿井涌水量采用大井法、狭长地沟法、比拟法和直Q=qs线法及灰色系统预测法预算矿井涌水量。式中，q为单位涌水量，L／s·m；s为水位降深，m。2．1二，煤层顶板涌水量Q计算公式2．4比拟法计算公式大井法：Q=TrK(2H—)』)lln月o

4、／rn)厂～狭长地沟法：Q=KB(2H—M)M／R-500-Q。＼／式中，Q为涌水量，ugh；K为渗透系数，ngd；日式中，∞为一500m水平涌水量平均值，m3／h；为水柱高度，与疏排降深(S)同值，m；M为含水层Q。为一2501TI水平涌水量平均值，m；为开厚度，In；尺。为引用影响半径，m；ro为大井折算半采一500m时水位降深，m；

5、s珈为开采一250m时径，nl；为巷道长度，m；R为影响半径，in。水位降深，Ill。84刘永峰平煤股份朝川矿一井涌水量预算方法研究2011年第3期3计算参数的选择42算(3．1渗透系数(2)狭长地沟法：Q=198m。／h朝

6、川矿一井二煤层顶板砂岩充水含水层渗4．13寒武系上统自云质灰岩涌水量的计算透系数采用2004年《朝川矿井地质报告》数据⋯，Q=425m其值为0．0147m／d。二煤层底板灰岩含水层的渗4．1．4涌水量合计透系数采用邻区张村井田23—1孔抽水试验结果(1)大井法：Q=952m3,／h的渗透系数0．142m／d，寒武系上统白云质灰岩的(2)狭长地沟法：Q=742in／h渗透系数采用17—2孔的1．78m／dt引。4．2方法二：利用灰色系统预测模型预测矿井涌3-2含水层厚度水量含水层厚度取区内钻孔揭露含水层厚度的平本次预测采用直接对涌水量时间序列进行自均值。其统计范

7、围依据矿井调查资料和煤层顶板相关灰色预测的方法，矿井涌水量实际是有人工导水裂隙带高度。二煤层顶板导水裂隙带高度疏放控制，并不代表自然流态下的涌水量；涌水量为60m；二煤层顶板含水层厚17．32m；二煤监测与水位监测不是同步进行，采用水文地质数层底板含水层厚l5．14m。值方法模拟存在诸多不便；涌水量、水位观测资料3．3最大水位降深(5)和水柱高度(日)近几年较全，历史上有所欠缺，时间序列较短，故因降深较大，降深(s)和水柱高度(日)可视为以1999～2007年的近期资料为基础，首先进行年等同。度逐月分析，再进行误差分析，最后建立数学模朝川矿一井二．煤层疏排水平

8、按一500m，涌型，预测模型和预测结果如表3和表4所示。水量计算至一500m水平。寒武系上统白云质灰岩表3正常涌水量GM(1，1)模型预测m岩溶水水位标高，根据朝川矿14—92水文观测孔2007年资料_3为一213．29—一219．76m，采用一215ITI。开采二l煤至一500m时，S=H=285m。3．4大井折算半径()及巷道长度()确定ro=rl(a+b)／4式中'0、b为概化后矩形巷道系统的长和宽，m；77为系数，按表2查取。表2b／a与竹关系b／a0OI20O．400．600．801．0()"r／1．001．121．141．161．181．18模型为

9、：y=2E+168二煤层一500m水平