范各庄矿区北翼12煤层突水灾害分析
《基于Feflow的范各庄煤矿矿井涌水量预测研究》范文
《基于Feflow的范各庄煤矿矿井涌水量预测研究》篇一一、引言矿井涌水量预测是矿山安全生产的重要环节之一，其准确性直接关系到矿井的安全运行和经济效益。
范各庄煤矿作为国内重要的煤炭生产基地，其矿井涌水量预测工作尤为重要。
本文将基于Feflow软件，对范各庄煤矿矿井涌水量进行预测研究，以期为矿山安全生产提供科学依据。
二、范各庄煤矿概况范各庄煤矿位于某地，属于典型的地下矿井。
其矿井涌水量受多种因素影响，包括地质构造、水文地质条件、气象因素等。
因此，在进行矿井涌水量预测时，需综合考虑这些因素。
三、Feflow软件简介Feflow是一款基于地理信息系统（GIS）的地下水流动与溶质运移模拟软件，具有强大的地下水流场模拟和预测功能。
该软件通过建立地下水流场模型，可以实现对矿井涌水量的预测。
四、基于Feflow的矿井涌水量预测方法1. 数据收集与处理：收集范各庄煤矿的地质构造、水文地质条件、气象因素等相关数据，并进行处理和分析。
2. 建立地下水流场模型：利用Feflow软件，根据收集的数据建立地下水流场模型。
模型应包括地层结构、含水层分布、地下水流向和流速等要素。
3. 模型验证与修正：通过对比历史涌水量数据，验证模型的准确性。
如发现模型存在误差，需进行修正并重新进行验证。
4. 预测矿井涌水量：根据验证后的模型，对未来一段时间内的矿井涌水量进行预测。
五、研究结果与分析1. 模型建立与验证：通过Feflow软件建立的地下水流场模型，能够较好地反映范各庄煤矿的地质构造和水文地质条件。
经过历史数据验证，模型的涌水量预测值与实际值较为接近，具有较高的准确性。
2. 矿井涌水量预测：根据建立的模型，对未来一段时间内的矿井涌水量进行预测。
预测结果显示，随着降雨量的增加和开采深度的加大，矿井涌水量呈上升趋势。
因此，矿山应加强排水设施的建设和管理，确保矿井安全运行。
3. 影响因素分析：通过分析地质构造、水文地质条件、气象因素等因素对矿井涌水量的影响，发现地下水位、含水层厚度、降雨量等因素对矿井涌水量具有显著影响。
《2024年基于Feflow的范各庄煤矿矿井涌水量预测研究》范文
《基于Feflow的范各庄煤矿矿井涌水量预测研究》篇一一、引言煤矿生产中，矿井涌水量预测是一项至关重要的工作。
准确预测矿井涌水量对于煤矿的安全生产和经济效益具有重大意义。
然而，矿井涌水量的影响因素众多，包括地质构造、水文地质条件、气象因素等，使得涌水量预测成为一项复杂而具有挑战性的任务。
近年来，随着人工智能和大数据技术的发展，越来越多的研究者开始尝试利用这些技术进行矿井涌水量预测。
其中，Feflow作为一种先进的机器学习算法，在矿井涌水量预测方面表现出良好的应用前景。
本文以范各庄煤矿为例，基于Feflow算法进行矿井涌水量预测研究。
二、研究区域概况范各庄煤矿位于某地，地质构造复杂，矿井涌水量受多种因素影响。
该煤矿在生产过程中，矿井涌水量的准确预测对于保障生产安全和经济效益具有重要意义。
因此，本文选择范各庄煤矿作为研究对象，利用Feflow算法进行矿井涌水量预测。
三、数据收集与处理在进行矿井涌水量预测之前，需要收集相关数据。
本文收集了范各庄煤矿近五年的矿井涌水量数据、地质构造数据、水文地质数据、气象数据等。
在数据收集过程中，需要对数据进行清洗、整理和标准化处理，以便于后续的模型训练和预测。
四、Feflow算法原理及模型构建Feflow算法是一种基于深度学习的机器学习算法，具有强大的特征提取和泛化能力。
本文首先对Feflow算法的原理进行简要介绍，然后构建了适用于矿井涌水量预测的Feflow模型。
在模型构建过程中，需要确定模型的输入特征、网络结构、学习率等参数。
为了优化模型性能，还需要进行超参数调整和模型训练。
五、模型训练与结果分析在模型训练过程中，需要使用收集到的历史数据进行训练集和验证集的划分。
然后，利用训练集对模型进行训练，并使用验证集对模型进行验证和调优。
在模型训练完成后，需要对模型的预测结果进行分析。
本文采用了均方误差、决定系数等指标对模型性能进行评估。
同时，还将Feflow模型的预测结果与传统的统计方法和神经网络方法进行了比较，以验证Feflow模型在矿井涌水量预测中的优越性。
案例分析 Microsoft PowerPoint 演示文稿
6月25日，当吕家坨矿井淹没水位上升到-207．47m 时，与其相邻的林西矿井下八水平以下发现边界煤柱地 带渗水，最大渗水量为1059．6m3／h．随着吕矿淹没水 位上升，渗水量的增加，林西矿受到了严重威胁而被迫 停产，与其相邻的唐家庄矿、赵各庄矿，由于矿井之间 没有完整的隔离煤住，同样处于水害威胁之中而被迫处 于半停产的警戒状态。 致使造成范各庄矿煤炭减产641.7万t（1984年166．7 万t，1985年320万t，1986年155万t）。范各庄矿损失资 产27782万元（固定24657．7万元，流动3124．3万元）。 截止到1986年8月31日，范各庄矿治水费已达6011．58 万元，矿井恢复费9195．91万元，停工费3285．86万元， 牺牲职工11名。加上吕家坨矿淹井及林西、唐家庄、赵 各庄停产半停产共损失煤炭约500万t，共减产1141．7万 t，治水直接损失4．95亿元。
潘一矿东风井突水淹井事故 1987年4月8日，潘一矿东风井及井底车 场、系统巷道，因突发井筒破裂出水、出 砂，井筒及全部巷道被淹，被淹后井筒内水 位距井口仅5m。该次井筒破裂出水，最大水 量5000m3/h，平均涌水量1067m3/h，总出 水量约16000m3。
潘一矿东风井采用冻结法施工，于1975年12月开工，1977年5月竣 工，井筒直径6.5m，井深381.7m，穿过厚292.46m的新生界松散层。竣 工停冻13个月后，井深282m处的冻结壁开始解冻，且冻结融化深度不断 向上发展，井壁水压不断增大；在井深233m、242m、253m处井壁发生 破坏，井筒涌水不断增大，1978年1月25日涌水量为2m3/h，4月8日被 淹前增至145m3/h。当井壁出现一个宽500mm，高220mm的突破口时， 从外壁直通内壁，连水带砂涌入井筒，15个小时后，东风井及井底车 场、采区巷道全部淹没，水位上升至距离井口5m左右。由于井壁外水、 砂、砾石向井内涌入，井壁外形成空洞，井口外北侧地表出现一塌陷 坑，深约2m，直径约3m。井口周围地表普遍下降，最大下沉84mm。 2、事故原因： 井筒设计不合理，没有根据不同地层、含水层等地质条件，因地制 宜的设计井筒，而是一律采用现浇钢筋混凝土。管理制度不严格，施工 质量不好，井壁质量低劣。
《基于Feflow的范各庄煤矿矿井涌水量预测研究》
《基于Feflow的范各庄煤矿矿井涌水量预测研究》篇一一、引言随着经济的快速发展和工业的持续进步，煤炭资源的需求量日益增长。
然而，煤炭开采过程中，矿井涌水问题一直是影响矿井安全和生产的重要因素之一。
准确预测矿井涌水量，对于保障矿井安全、提高生产效率、优化水资源管理具有重要意义。
本文以范各庄煤矿为例，利用Feflow模型进行矿井涌水量预测研究，以期为煤矿安全生产和环境保护提供科学依据。
二、范各庄煤矿概况范各庄煤矿位于某地，具有丰富的煤炭资源。
然而，由于地质条件复杂，矿井涌水问题较为严重。
矿井涌水不仅影响煤炭生产，还可能引发一系列安全问题。
因此，对矿井涌水量进行准确预测，对于保障矿井安全和促进煤炭生产具有重要意义。
三、Feflow模型在矿井涌水量预测中的应用Feflow模型是一种基于地理信息系统（GIS）的流体流动模拟模型，可以用于预测地下水流动、地表水流动以及矿井涌水等问题。
本文利用Feflow模型对范各庄煤矿的矿井涌水量进行预测研究。
1. 数据收集与处理在利用Feflow模型进行矿井涌水量预测前，需要收集相关数据。
包括地质构造数据、水文地质数据、气象数据等。
这些数据经过处理后，可以用于建立Feflow模型。
2. 建立Feflow模型根据收集到的数据，建立Feflow模型。
模型中需要考虑地质构造、地下水流动、地表水影响等因素。
通过调整模型参数，使模型能够更好地反映实际情况。
3. 模型验证与优化建立模型后，需要对模型进行验证和优化。
通过对比实际观测数据与模型预测数据，对模型参数进行调整，以提高预测精度。
同时，还需要对模型进行敏感性分析，以确定各因素对矿井涌水量的影响程度。
四、预测结果与分析利用优化后的Feflow模型，对范各庄煤矿的矿井涌水量进行预测。
预测结果显示，在一定条件下，矿井涌水量与时间、降雨量等因素密切相关。
通过对预测结果进行分析，可以为煤矿安全生产和环境保护提供科学依据。
五、结论与建议本文利用Feflow模型对范各庄煤矿的矿井涌水量进行预测研究，得出以下结论：1. Feflow模型可以有效地预测矿井涌水量，为煤矿安全生产和环境保护提供科学依据。
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《基于Feflow的范各庄煤矿矿井涌水量预测研究》篇一一、引言矿井涌水量预测是煤矿安全生产的重要环节，对矿井设计、排水系统建设以及灾害预防具有重要意义。
随着计算机技术的发展，各种先进的技术和方法被广泛应用于矿井涌水量预测。
本文将基于Feflow模型，对范各庄煤矿的矿井涌水量进行预测研究，以期为煤矿的安全生产和可持续发展提供科学依据。
二、范各庄煤矿概况范各庄煤矿位于中国某地，具有丰富的煤炭资源。
然而，随着开采的深入，矿井涌水量逐渐增大，对矿井的安全生产带来了威胁。
因此，准确预测矿井涌水量，对于保障矿井安全、提高生产效率具有重要意义。
三、Feflow模型简介Feflow模型是一种基于水文地质条件的矿井涌水量预测模型。
该模型通过分析矿区水文地质条件、气象因素、地下水位变化等因素，建立数学模型，对矿井涌水量进行预测。
Feflow模型具有较高的预测精度和可靠性，被广泛应用于矿井涌水量预测。
四、基于Feflow的范各庄煤矿矿井涌水量预测研究1. 数据收集与处理首先，收集范各庄煤矿的地质资料、气象数据、地下水位变化等数据。
然后，对数据进行处理和分析，包括数据清洗、缺失值填充、数据标准化等。
2. 建立Feflow模型根据收集到的数据和范各庄煤矿的水文地质条件，建立Feflow模型。
模型包括输入层、隐藏层和输出层。
输入层包括气象因素、地下水位变化等影响因素；隐藏层通过算法对输入数据进行处理和分析；输出层输出预测的矿井涌水量。
3. 模型训练与验证使用历史数据对模型进行训练，通过不断调整模型参数，使模型能够更好地拟合历史数据。
然后，使用验证数据对模型进行验证，评估模型的预测精度和可靠性。
4. 预测矿井涌水量根据建立的Feflow模型，对未来一段时间内的矿井涌水量进行预测。
预测结果将作为矿井排水系统建设、灾害预防等决策的重要依据。
五、结论本文基于Feflow模型，对范各庄煤矿的矿井涌水量进行了预测研究。
通过收集和处理数据、建立Feflow模型、模型训练与验证等步骤，得到了较为准确的矿井涌水量预测结果。
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《基于Feflow的范各庄煤矿矿井涌水量预测研究》篇一一、引言随着经济的快速发展和城市化进程的加速，煤炭作为我国主要的能源来源之一，其开采量持续增加。
然而，在煤炭开采过程中，矿井涌水问题一直是影响矿井安全和经济效益的重要因素。
因此，对矿井涌水量的准确预测，对于保障矿井安全、提高生产效率具有重要意义。
本文以范各庄煤矿为例，基于Feflow模型进行矿井涌水量预测研究，以期为煤矿安全生产提供科学依据。
二、范各庄煤矿概况范各庄煤矿位于我国某地，地质条件复杂，矿井涌水量受多种因素影响。
近年来，随着开采深度的增加和范围的扩大，矿井涌水问题日益突出。
因此，对矿井涌水量进行准确预测，对于保障矿井安全和经济效益具有重要意义。
三、Feflow模型简介Feflow模型是一种基于水文地质学原理和数值模拟技术的地下水流场预测模型。
该模型能够综合考虑地质、气象、水文等多方面因素，对地下水流场进行模拟和预测。
在矿井涌水量预测方面，Feflow模型具有较高的准确性和可靠性。
四、基于Feflow的矿井涌水量预测研究1. 数据采集与处理：首先，收集范各庄煤矿的地质、气象、水文等相关数据，对数据进行整理和分析，为模型输入提供依据。
2. 模型建立与参数设定：根据Feflow模型原理，建立矿井涌水量预测模型，设定相关参数。
参数的设定需要考虑地质条件、气象因素、矿井开采情况等多方面因素。
3. 模型验证与优化：利用历史数据对模型进行验证，根据验证结果对模型进行优化，提高预测精度。
4. 预测与分析：利用优化后的模型对未来一段时间内的矿井涌水量进行预测，分析涌水量的变化趋势和影响因素。
五、结果与讨论1. 预测结果：基于Feflow模型的矿井涌水量预测结果与实际涌水量数据基本吻合，证明了该模型的准确性和可靠性。
2. 影响因素分析：通过对预测结果的分析，发现地质条件、气象因素、矿井开采情况等因素对矿井涌水量具有重要影响。
其中，地质条件是决定涌水量的主要因素，气象因素和矿井开采情况也会对涌水量产生影响。
《基于Feflow的范各庄煤矿矿井涌水量预测研究》
《基于Feflow的范各庄煤矿矿井涌水量预测研究》篇一一、引言随着中国煤炭产业的快速发展，矿井涌水量预测成为煤炭生产过程中的重要环节。
准确预测矿井涌水量有助于提高煤炭开采的安全性，同时也可以有效避免因水灾带来的巨大损失。
近年来，Feflow软件以其高效的数据处理能力和精确的预测模型在矿井涌水量预测中得到了广泛应用。
本文以范各庄煤矿为例，通过基于Feflow的矿井涌水量预测研究，探讨其在实际应用中的效果。
二、范各庄煤矿概况范各庄煤矿位于某省，具有丰富的煤炭资源。
然而，由于地质条件复杂，矿井涌水量变化较大，给煤炭开采带来了一定的困难。
为了更好地掌握矿井涌水规律，提高煤炭开采的安全性，本文采用Feflow软件进行矿井涌水量预测研究。
三、Feflow软件介绍Feflow是一款集数据采集、处理、分析和预测于一体的软件。
该软件能够快速、准确地处理大量地质数据，并通过建立数学模型进行预测。
在矿井涌水量预测中，Feflow能够根据历史数据和地质条件，分析矿井涌水的规律和趋势，为煤炭开采提供科学依据。
四、基于Feflow的矿井涌水量预测研究1. 数据采集与处理：首先，通过Feflow软件采集范各庄煤矿的历史涌水量数据、地质条件数据等。
然后，对数据进行清洗、整理和格式化，为后续分析提供可靠的数据支持。
2. 建立数学模型：根据历史数据和地质条件，通过Feflow软件建立矿井涌水量的数学模型。
该模型能够反映矿井涌水的规律和趋势，为预测提供依据。
3. 预测分析：利用建立的数学模型，对未来一段时间内的矿井涌水量进行预测。
通过与实际涌水量进行对比，验证预测的准确性和可靠性。
4. 结果输出与报告：将预测结果以图表形式输出，并编写报告。
报告中包括预测结果的分析、结论和建议等，为煤炭开采提供科学依据。
五、实验结果与分析1. 预测准确度：通过将Feflow软件的预测结果与实际涌水量进行对比，发现预测准确度较高。
这表明Feflow软件在矿井涌水量预测中具有较高的可靠性和准确性。
《矿井水灾防治》资料
2020年9月9日星期三
煤层下部含水层中水的压力压向底板
矿井水灾
10
①构造断裂带 ②冒落裂隙带
在煤田勘探和生产建设中，井田 内要打许多钻孔，虽然钻孔的深 度不同，但有部分钻孔会打穿含 水层，于是钻孔就成为沟通含水
层及地表水的人为通道
由于对其封闭不良，在开采揭露
③ 煤层底板岩层采动破坏带 时，就会将煤层上方或下部含水 层以及地表水引入矿井，造成涌
（老空水）
古代小煤窑和近代煤矿的采
空区及废弃巷道，由于长期停止 排水而存在的地下水
2020年9月9日星期三
矿井水灾
23
1
溶洞泥水
17
1
地面降水
7
1
含水层水
16
事故数 死亡人数
9
老空积水
77
0
10
20
30
40
50
60
70
80
2003年 重特大水害事故涌水来源分析
2020年9月9日星期三
矿井水灾
24
（指含水层水）
赋存于地表以下岩层空隙中的重力水
2020年9月9日星期三
矿井水灾
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b.岩层空隙
岩层空隙既是地下水的储存场所，又是 地下水的运动通道
空隙的多少、大小及其分布规律，决定 着地下水分布与运动的特点
根据空隙的 成因结构，以 及水在其中储 存运动的特点
2020年9月9日星期三
松散岩石中的孔隙水
2020年9月9日星期三
矿井水灾
27
• 图例
新
河
道
旧河道 井 田 范围
2020年9月9日星期三
矿井水灾
28
②防
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范各庄矿区北翼12煤层突水灾害分析刘建平;冯玉【摘要】Water inrush is an important hidden danger threatening the safe mining in Fangezhuang Coal Mine, so finding out the causes of water inrush has important practical significance. Based on the study of the hydro-geological conditions in this mining area, analysis was made on the water filling conditions, water filling channels and water filling strength of 12th coal seam. The results showed that the mine inflow was large and water inrush frequently occurred, but the mine inflow did not change with the seasons;the cracks were the main water filling channel, and the second was the subsided columns and faults; the statistical data showed that the water inflow in the research area had a phase change characteristics of falling down - stable - falling down again since 1989.%煤矿井下突水是威胁范各庄煤矿安全开采的重要隐患，查明突水的原因具有重要的实际意义。
在研究矿区水文地质条件的基础上，分析了范各庄矿区内12煤层的充水条件、充水通道及充水强度等，结果显示：研究区具有涌水量大与突水频繁等特征，但矿井涌水量无季节性变化；裂缝为最主要的通水通道，其次为陷落柱和断层；从统计数据来看研究区涌水量自1989年以来具有下降—稳定—再下降的阶段性变化特征。
【期刊名称】《矿业安全与环保》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P112-115)【关键词】突水灾害;充水因素;陷落柱;裂缝【作者】刘建平;冯玉【作者单位】河北能源职业技术学院矿产资源与建筑工程系，河北唐山063004;开滦集团有限责任公司，河北唐山063000【正文语种】中文【中图分类】TD745;P64煤矿井下突水一直以来都是困扰华北地区煤炭开采的重大隐患,往往会造成大量的人员伤亡与财产损失,对煤矿的安全开采十分不利。
范各庄煤矿于1958年开始建井,1964年正式投入生产,2013年计划生产450万t,实际产量为469万t。
矿区北翼的塔坨向斜区水文地质条件复杂,该区由塔坨向斜、井口向斜和北二背斜组成,在2个向斜的轴部附近断裂构造发育,这些断裂构造往往会沟通各含水层而导致井下发生突水[1-3]。
1978—1990年,在井口向斜轴部先后因岩溶陷落柱和断裂构造发生了204出水点区裂隙出水、2176采煤工作面出水、2171采煤工作面9号陷落柱突水、208高水位异常区平7孔突水等事故。
因此,通过对区域、矿井地质和水文地质条件分析,查明矿井充水因素,以及分析导水通道的特征等对矿区北翼12煤层制订防治水方针策略具有十分重要的实际意义,同时也为邻近矿区水文地质条件的研究提供一定的参考。
1.1 区域水文地质条件范各庄井田位于开平向斜东南翼南段,主体构造为井田北翼的塔坨向斜和南翼的毕各庄向斜(见图1),开平向斜在发育过程中,北部受青龙山东西构造带影响,为开平主向斜轴在古冶以北发生偏转呈东西向而派生出的南北应力场形成的次一级构造。
研究区位于燕山沉降带中段之南缘,为一北东向的北翼陡南翼缓的不对称向斜构造。
向斜北部基岩裸露地区,地面标高40～60 m,南部标高20 m左右。
区内地表水系不发育。
分布于煤田东部的沙河及自西部进入煤田的陡河,均系季节性河流,平时主要起着排泄矿井水的作用。
矿区内主要含水层为冲积层含水层、煤系地层砂岩裂隙承压含水层、奥灰含水层,除第四系潜水层外均为承压含水层。
煤系砂岩含水层富水性受构造发育控制,主要是裂隙含水层;奥灰含水层岩溶发育,含水丰富,对区域内矿井威胁较大。
区域内含水层的补给主要为大气降水,同时由于导水构造的存在,也造成各含水层的越流补给。
1.2 范各庄矿区北翼水文地质特征本区褶皱和断裂构造发育。
北部塔坨向斜区,以褶皱和陷落柱发育为主要特征,小型断裂构造发育;中部单斜构造区,地层走向变化不大,倾向NWW向,地层倾角8°～24°。
范各庄煤矿北翼东北和东部以12～14煤层砂岩含水层隐伏露头为边界,接受第四系底部卵砾石孔隙含水层的补给,南四石门进入毕各庄向斜处为南部边界,西北部与吕家坨煤矿为邻,西边以12煤层-800 m底板等高线为界,东南边界为断层边界;西南部边界为露头补给,12煤层底板含水层地下水由四周向井田北部的中央径流,东南断层边界为东部地下水分水岭,渗透性弱,为近似隔水边界。
西、西北部边界受吕家坨煤矿采煤影响,水位已降到-500 m以下,而且单孔出水量小,充水含水层渗透性能较弱,也可以近似视为隔水边界。
南部边界亦为近似隔水边界。
大气降水通过下渗补给第四系底部卵石含水层,然后通过顺层和垂向补给下部其他含水层,其中以顺层补给为主,但大气降水对下部含水层及矿井涌水量不会造成大的影响,而煤系含水层主要通过弱透水层接受潜水的越流补给、侧向补给。
奥陶系灰岩水不能直接补给含煤地层。
奥陶系灰岩距最下一个稳定可采煤层(12煤层)的间距一般为160～220 m,在正常情况下与矿井无直接充水关系,但岩溶陷落柱及导水断裂构造可将奥灰水直接导入煤系地层,成为矿井水的直接补给水源,如图2所示。
大气降水、地表水、含水层水、断层水和老空水均可成为矿井的充水水源。
由于第四系冲积层厚度在井田北部为50 m左右,到井田南部厚度已达500 m以上,因此大气降水只对第四系含水层补给,矿井主要充水水源为含水层水、断层水和老空水。
2.1 大气降水矿区气候属大陆型季风气候,夏季炎热潮湿多雨,冬季寒冷干燥少雨,多年来,该区域7—9月平均降雨量为431.34 mm,占年平均降雨量的70.91%。
含煤地层上覆盖着巨厚的冲积层,降雨后雨水大部分从地表流走,少部分渗入地下,经过一系列的径流、渗透和补给,仅有少量水进入巷道及采空区内,对矿井涌水量变化的影响较小,因此矿井涌水量无季节性变化,不受大气降雨的直接影响。
2.2 地表水体井田范围内有沙河自井田北部流向西南,河面开阔,水力坡度较小,仅为1‰～2‰。
随着矿井开采,地表不断塌陷,在工业广场两翼形成了大面积塌陷积水坑,北翼塌陷坑曾与沙河连为一体。
地表水体与第四系冲积层中的潜水层水呈互补关系。
地表水体和大气降水一样,在正常情况下,只是通过渗透补给冲积层底部卵砾石含水层,间接补给煤系地层。
2.3 含水层水矿井直接充水水源主要来自5煤层顶板砂岩裂隙承压含水层、5～12煤层和12～14煤层砂岩裂隙含水层。
间接充水水源主要来自第四系底部卵砾石强含水层和煤系底部的奥陶系岩溶裂隙承压含水层。
矿井直接充水含水层和间接充水含水层,各含水层之间都有较好的隔水层存在,正常情况下水力联系微弱。
矿井的充水通道包括采动导水断裂带、岩溶陷落柱、导水断裂带等。
3.1 采动导水断裂带根据收集的数据,按照覆岩性质不同分为3大类,即坚硬、中硬、软弱。
由于煤层的采动产生的裂隙带也会导水,鉴于范各庄煤矿12煤层顶板抗压强度属于中硬岩石,可选用中硬覆岩经验公式:y^= -0.054 1 x^2+0.098 x^-0.000 9求得导水断裂带高度,其结果见表1。
3.2 岩溶陷落柱充水影响2022、2024、2026工作面的陷落柱有2、7、8、10、12号陷落柱。
其中2、8、12号陷落柱为边缘充水类型,7号陷落柱为疏干类型,10号陷落柱为全充水类型[4-5]。
1)2号陷落柱边缘裂隙发育,顺裂隙由下往上涌水,但陷落柱的中部却无水。
12煤层底板砂岩水经6年疏降,涌水量已降至0.4 m3/min。
经过10多年的疏降,水量基本疏干,2号陷落柱周边除12煤层西部未回采外,其余均已回采,附近新打钻孔漏水,进一步说明水量疏干程度较高。
2)7号陷落柱位于二水平北翼2172回采工作面内,1982年在2172综采工作面揭露,当时只在陷落柱边滴水,柱内充填物大多风化成黄色细砂和黏泥,只有少量5煤层顶板砂岩残存。
7号陷落柱区域,8煤层采掘工作面绕过柱体施工,9煤层上下方均已回采、12煤层周边尚未回采,开采9煤层时水量较大,在12煤层底板探查中发现下部存在导水通道。
3)8号陷落柱位于二水平北翼2176采煤工作面内,柱内充填物和柱边裂隙均无水,充填物中的砂岩为蓝色,打碎后里面为浅灰色,外部这层蓝色膜说明陷落柱曾充水,由于工作面运输巷出水而被疏干。
8号陷落柱周边8煤层已沿防隔水煤柱线开采,9煤层仅上方开采,12煤层周边尚未开采。
4)10号陷落柱位于井田二水平北翼2178工作面切眼南部,经过两期治理消除了隐患。
10号陷落柱周边7、8煤层均已回采,周边9、12煤层尚未回采。
3.3 导水断裂带据井下突水点资料并结合邻近井田地下水活动特征,说明井田内中小型断裂构造突水特征和断裂结构面力学性质及其展布和现代地应力环境密切相关[6-9]。
统计表明,本区断裂构造以NEE、NE、NW、NNW和近EW向断层为主,尤其以NEE和NE向最为发育。
突水与构造密切相关,断裂构造规模和力学性质以及区域内断裂构造的复杂程度是发生突水的重要因素。
统计表明,突水点最大涌水量与断层密度有关,随着断层密度增大,煤层底板突水点最大涌水量也增大。
区内12煤层底板突水事故均与断裂构造和岩溶陷落柱密切相关,如表2所示。
4.1 各水平充水情况范各庄煤矿水文地质条件比较复杂。
一水平最早揭露本井田各煤层直接充水含水层,顶底板含水层充水强度较大,最大涌水量曾达到9.20 m3/min。
二水平井口及北翼受塔坨向斜和陷落柱影响,为本井田水文地质条件最复杂区域,工作面涌水量大,陷落柱富水性强,发生204出水点和2298工作面集中断裂带突水。
三水平南翼一石门,受F0大断层影响,顶板破碎、煤层松散,顶板以滴、淋水为主;三水平南翼二石门,断层多为落差1.0 m以下的斜交小断层,回采时5煤层顶板砂岩含水层涌水量较大, 3255工作面最大涌水量达2.14 m3/min。