大井法和比拟法在矿井涌水量预测中的应用

大井法和比拟法在矿井涌水量预测中的应用

摘要：矿井涌水量是确定矿床水文地质条件复杂程度的一个重要指标，还是矿山设计部门确定排水设备和制定防水措施的主要依据。因此，在矿井建设以及生产过程中，能够较为准确地预报矿井涌水量是非常重要的，它直接关系到煤矿的安全生产。文章选用大井法和地质水文比拟法对泉上煤矿三水平联合开采16、17两层煤时的矿井涌水量进行预测，以保证煤矿的安全生产。

关键词：大井法；水文地质比拟法；涌水量预测

引言

矿井涌水量指的是矿山建设以及生产过程中，单位时间内流入矿井（包括各种巷道和开采系统）的水量，它是评价矿井水文地质条件复杂程度重要的指标，因此，正确预测矿井的涌水量对于指导矿井排水设施建设以及保障煤矿的安

全生产具有重要的意义[1，2]。

预测矿井涌水量的方法多种多样，包括确定性分析方法中的解析法、数值法、模拟法、水均衡法；非确定性分析方法中的水文地质比拟法、相关分析法、模糊数学模型、灰色系统法、时间序列分析法和BP神经网络法等[3]。文章选用大井法（解析法）和水文地质比拟法对泉上煤矿16、17煤

开采时的矿井涌水量进行预测。

1 井田水文地质条件分析

1.1 矿井水文地质概况

文章所研究的泉上井田位于滕县煤田南部，含煤地层为上石炭统太原组，共含煤18层，其中可采及局部可采煤层共4层，即煤3下、煤12下、煤16、煤17。泉上煤矿目前主采煤层为12下、16、17煤层。

主要含水层有第四系上含水砂层段、下含水砂层段，上侏罗统砂砾岩层段，3下煤层顶板砂岩，石炭系太原组第三、五、八、十下层石灰岩，本溪组第十二、十四层石灰岩，中奥陶统石灰岩。

1.2 矿井充水因素分析

1.2.1 开采16煤层时的充水因素

泉上煤矿16煤层上距12下煤层54.08m，实测“两带”高度为13.80m，正常条件区域下，16煤层的开采不会受到12下煤层采空区积水影响；17层煤上距16层煤平均13.90m，开采后的“两带”高度理论计算为14.8m，回采时会受16

层煤采空区积水影响，开采时必须提前疏放16煤层老空水。

1.2.2 开采17煤层时的充水因素

泉上煤矿17煤层上距16煤层平均13.90m，开采后的“两带”高度理论计算为14.8m，回采时会受16层煤采空区积水影响，在16层煤采空积水区下，开采17层煤工作面前，必

须提前采取打钻疏放上方16层煤采空区积水，防止采空区

积水进入17层煤工作面，影响安全生产。目前上覆16煤层采空区积水区下17煤层无采掘活动。

奥灰是煤系基底的高压含水层，充水空间发育，富水性强，上距17层煤51.8m。17煤层以下地层主要岩性由泥岩、铁质泥岩、杂色泥岩、砂质泥岩、中细粒砂岩及石灰岩组成，该层段为开采16、17煤层时防止下伏含水层底鼓的重要隔

水层段。根据实测，底板导水破坏带深度为11.60m。经计算有效隔水层水头值大于当前奥灰实际水压1.1Mpa，16煤层

下距17煤层13.9m，因此16煤层开采不会受下伏十二灰、十四灰及奥陶系灰岩水威胁，底板正常块段时若没有大的导水构造存在，17煤层开采不会受下伏十二灰、十四灰及奥陶系灰岩水威胁。

2 矿井涌水量预计

2.1 大井法

泉上煤矿16、17煤层的直接充水含水层为十下灰，井

田内无十下灰抽水试验资料，故采用井田外资料进行计算。

渗透系数（K）的选用：采用郭庄煤矿Γ-11号孔抽水试验实测值0.157m/d，含水层厚度（M）的选用：井田内平均厚度5.14m。

水位降深（H0）的计算：采用Γ-11号孔抽水试验水位

标高+42.36m，与含水层底界最深标高-900m的差值942.36m，

则影响半径R值如下：

3 结束语

（1）泉上煤矿16、17煤层的直接充水含水层为十下灰；（2）两种方法预计的矿井涌水量基本一致，大井法边界条件很难确定，影响半径与实际差异很大，而本煤矿西区与东区开采条件极其相似，故文章建议采用比拟法预计的涌水量90m3/h。最大涌水量一般为正常涌水量的2倍，开采16、17煤层时矿井最大涌水量为180m3/h。

参考文献

[1]温文富，曹丽文.比拟法和解析法在某矿井涌水量预测中的分析比较[J].中国煤炭，2011，37（7）：38-40.

[2]孙福勋，张元杰，丁涛.解析法和比拟法在矿井涌水量分析及预测中的应用[J].科技创新与应用，2016（8）：34-35.

[3]杜敏铭，邓英尔，许模.矿井涌水量预测方法综述[J].地质学报，2009，29（1）：70-73.

作者简介：吴霞（1992-），女，硕士研究生，主要研究方向：矿井水文地质。