矿井疏干水水量预算研究.pdf

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1、科技信息○矿业论坛○SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2010年第5期矿井疏干水水量预算研究安志伟1黄茹2申瑜3（1.开滦集团公司东欢坨矿业分公司河北唐山063000；2.西安理工大学陕西西安710048；3.山西省水文水资源勘测局山西太原030001）【摘要】矿井疏干水水量的预测是一项既复杂而又很重要的工作。本文从矿坑充水水源、矿坑充水通道和矿坑充水强度三方面对矿床充水因素进行了分析，分别采用地下水动力学法的“大井法”和“廊道法”两种方法对西王寨井田的矿坑涌水量进行了计算和比较，为矿井安全生产及防水治水工作提供了科学的依据

2、。【关键词】矿井；疏干水；涌水量；预算原煤从井下开采，必须先疏干矿井涌水。同时，煤矿疏干水是一种100∑MH裂=±5.6（2）水量稳定，污染物易于去除的可靠水源。因此，对矿井疏干水的水量进1.6∑M+3.6行研究具有十分重要的意义[1,2]。西王寨井田属黄土梁峁区，沟壑纵横11号煤层顶板岩性为坚硬岩（生物碎屑灰岩），其计算公式为：且起伏较大，沟谷切割深，基岩出露高，黄土堆积厚度较为有限。黄甫H冒=100∑M±2.5（3）川、清水川呈西北-东南走向从北界和南界穿过，经过长期的侵蚀和冲2.1∑M+16积，形成河谷地貌。黄河由北向南成为井田东边界。地势中

3、、西部高，向H裂=100∑M±8.9（4）1.2∑M+2.0东、北、南变低，中部较高处为分水岭，使梁峁与沟谷相间的井田形成式中：H为冒落带最大高度（m）；H为导水裂隙带最大高度（m）；三个不同的汇水区域。区内最高点位于井田中部的对正梁，高程冒裂1081.4m；最低点位于井田东南部的清水川口，高程833.1m。相对高差∑M为累计采厚，以煤层厚度计（m）。248.3m。因本井田可采煤层之间间距均较小，故煤层之间的冒落带大部分相互沟通，导水裂隙带基本全部沟通。1矿坑充水水源关于冒落带、导水裂隙带最大高度的计算有如下几点说明：①仅用煤层厚度≥0.8m的钻孔

4、计算冒落带及导水裂隙带最大高矿坑充水有大气降水、地表水、地下水、岩溶水等四个因素[3]。度。1．1大气降水②计算某一层煤的冒落带及导水裂隙带最大高度时，不考虑开多年平均降雨量453mm，每年7~9月份为雨季,降雨量约占年降采其他煤层对它的影响。雨量的60~70%。根据调查，矿井涌水量随季节有不同变化，故大气降③煤层合并时，将合并后的煤层厚度作为上面一层煤的厚度进水是地下水及地表水的补给来源。因此，矿床充水都直接或间接与大行计算。气降水有关。2.27-11号煤层底板突水系数计算1．2地表水区内绝大部分地段岩溶水水头均高于煤层底界。岩溶水对煤层开井田的

5、北、东、南三侧分别为黄甫川河、黄河及清水川河所包围，采是否造成威胁，采用临界突水经验公式预测其突水的可能性。依据井田东南部的煤层埋藏较浅，地表水无疑对区内煤层开采有着一定的《矿床水文地质工程地质勘探规范》中推荐的突水系数公式，即：影响。拟建煤矿的工业广场和主井口将放置在黄甫川，洪水对其影响P较大，故所选井口位置及工业广场均要在洪水位线以上，否则应考虑Ts=（5）M-Cp防洪措施。再者，由于井口位置靠近黄甫川，斜井开拓时可能使河水通式中：T为底板突水系数，单位厚度相对隔水层所能承受的极限过基岩风化裂隙带而流入矿坑，使之成为矿坑的间接充水水源。s水压值

6、（MPa/m）；P为水头压力（MPa）；M为底板隔水层厚度（m）C为1．3煤层顶板地下水p纵观全区水文地质特征，矿坑直接充水水源为各煤层顶板基岩裂采矿对底板隔水层的扰动厚度（m）（采用柳林矿区经验值10m）。隙水。4号煤层以上地层的富水性弱，其下各煤层间隔很近，之间多为由于区内构造简单，煤层底板绝大部分未遭受构造破坏，属正常泥岩，且岩石完整性较好，裂隙不发育；砂岩含水层含水微弱，渗透系地段，故临界突水系数选择0.15MPa/m，井田南侧的清水川地堑虽不数小，富水性弱，对开采不会造成危害。在井田内，但其破碎带对井田南边界附近的煤层有一定的影响，为将1

7、．4灰岩岩溶水来煤层开采安全考虑，在井田紧靠断层的南边界500m范围内临界突岩溶水伏于煤层以下，全区均有分布，井田内奥陶系灰岩在顶部水系数选择0.6MPa/m。百米范围内岩溶水量较小，富水性弱。但紧靠井田的ZKS3500钻孔抽3充水强度分析水试验揭示奥陶系灰岩岩溶水局部富水性强，且水头高，使太原组下部煤层在开采时有可能遭受岩溶水突水的威胁，成为煤层开采最具威井田矿坑的充水强度主要取决于充水水源的强弱、直接充水含水胁性的间接充水水源。层的富水程度以及冒裂带发育高度等因素，但对于各煤层底板的岩溶水突水问题则取决于隔水层厚度及高出煤层底板的水头高度。2矿

8、坑充水通道区内黄河西岸及东南部煤层埋藏较浅，4煤层冒裂带在这些地带本区矿坑充水通道主要是煤层开采后形成的冒落带、导水裂隙带