禹州煤田梁北二井矿井涌水量计算与评价

科　技　论　坛　科　禹州煤田梁北二井矿井涌水量计算与评价　常辉　李锦鑫　（１、中国煤炭地质总局第四水文地质队，河北邯郸０５６００１　２、河北工程大学资源学院，河北邯郸０５６０３８）　

摘要：拳文在研究区域水文地质条件的基础上，充分利用现有勘探资料和相邻矿井开采揭露资料．查明了矿井充水水源、充水通道，并选用大　井法计算正常矿井涌水量为９．４７ｘ１０。ｒｎ￣／ｈ，最大涌水量为１．１４ｘｌＯ　］ｆｌ　／ｈ，在此基础上进行了客观评价　关键词：矿井充水因素；大井法；水文地质条件　

１区域水文地质特征　禹州煤田梁北＿二井位于禹州市正南５ｋｍ　工序～周Ｊ乇附近。地层划分属华北地层区，豫两　分区嵩箕小区，该区位于华北板块南部，属嵩箕　构造区嵩箕断隆东南端之荟萃山风后岭背斜南　西翼，其构造形态受ＮＷ向构造所控制，以断层　为主，局部伴有小型褶曲，地层走向北西，倾向　南西，倾角１５～３０。，整个煤Ｈ１主＾［水构造形态　呈宽缓的北西走向的背、向斜。且断裂构造对Ⅸ　域地下水的运移具有明　的控制作用，特别是　两部山区具有阻水性质的ＮＷ向扭性或　抓性　断裂，将原有褶曲破坏成许多阶梯状断块，致使　原来完整的含水层被切割成许多含水层断块　地下水特别是岩溶地下水自山区或匠陵Ⅸ接受　补给，向平原排泄　运移中受断层阻隔，沿此带　迳流，在地势低洼处呈区段排泄一　２矿升充水凶素分析　２．１邻近生，　矿』ｆ充水特ｆＩＦ　井田西邻的生产矿外有长葛煤矿和新龙　矿。长葛煤矿开采匕：煤层，顶板淋水昆矿井允　水的主要形式，先期出水点被后期出水点所代　替，浅部出水点被深部出水点所代替是矿井危　水的基本特征：新龙矿主要开采　１煤层，年生　产：能力９Ｏ万吨，其顶板的充水特征与长葛矿基　本相同，而底板渗水和底鼓突水是矿井充水的　主要形式，矿井充水水源主要为　１煤层底板　水。自建井至今，先后发生三次突水事故，均为　底鼓突水，其中最大一次突水量１　３００ｍ＇／ｈ，突水　水源主要为寒武系岩溶裂隙水，经强排后恢复　生产。现新龙矿正常排水簧为１６００ｍ　，疏排标　高一５５０ｍ。　邻近的新峰一矿主采二　煤层，矿升充水　特征与新龙矿基木相同，ｆ】建矿以来先后多次　遇断层突水淹井。其中最大一次突水量高达　３８０００ｍ　。使得东距新峰一矿数公里的寒武系涌　水钻孔水位迅速Ｆ降断流，后义逐渐恢复自流，　突水水源为寒武系的岩溶裂隙水　２．２片田充水　素分析　根据邻近新龙矿及其它矿井的充水特征，　结合木升用水　地席条件　对排ｔ｝１符可采煤层　的允水凶素分析如Ｆ：　２．２．１允水水源　ａ．地下水　二。煤层顶底板含水层、四　煤层顶板含　水层、七　煤层顶板含水　是矿井的直接充水　水源。其中四　七　煤层顶板含水层厚度小，富　水性弱，存矿井涌水量中所　比例较小，开采｝』１『　易被疏干，因此　煤层顶底板直接ｌ允水含水　层是矿井直接充水的主要水源　■．煤层底板　间接充水含水层是直接允水含水层和矿外充水　的补给水源。寒武系含水层和久原组下段含水　层为主要补给水源，通过断层带ｘ，ｔ－，煤层顶　底饭含水层进行补给，或通　过断层破碎带直接造成矿升　充水或突水。另外新生界含　水层也可通过断层带或基岩　风化带补给上述各含水层。　｝）＿大气降水　

表１矿井正常涌水量计算表　煤层底板０１４３’　ｌ６　７６　６８３　０８　８　５　４２３４　Ｉ６４５　９００　５８３　大气降水是地下水的补给束源，也是矿井　充水的补给来源，年降水量多集【｝ｌ于６～９月，　每６年出现一次丰水年。因此呵能造成矿井充　水具ｆｒ·定的季　和周期性变化规律。　ｎ地表水　外田内仪有颍河为常年性河流，臼ｌ丙北流　向东南，于４１１线～６线之间穿过升　，河谷宽　ｌ５０～３２０ｍ　河谷下距二　煤层一般存５００ｍ以　ｔ－＿，对丌采二ｌ煤层基本上无影响。但住４１１～　４ｌ３线之问河床下距二　煤层距离小于５００ｍ，　对煤层开采可能会有一定的影响，应予以重视．．　２－２．２充水通道　ａ．底板灰岩岩溶裂隙　巷道掘进和煤层开采揭露或接近含水层　时，地下水通过岩溶裂隙向矿井渗水或以底鼓　突水的形式向矿井涌水。　ｈ．顶板裂隙　开采初期各煤层顶板含水层中的地下水　通过裂隙以渗水的形式向矿井充水，　采冒落　后则多以淋水形式向矿升允水。特别值得注意　的是存４１ｌ～４１３线之间颍河河床　距二　煤　层距离小于５００ｍ，虽有新生界地层相隔，但仍　有可能｝｛｝顶板裂隙进入矿井而增加矿井涌水　量。　断层带　断层带以两种形式导致矿井涌水或突水，　ａ．断层带以涌水或突水的彤式向矿井充水　断层破坏ｒ卜、Ｆ不同含水层之间的隔水性能，　在垂向上沟通ｒ相互之间的水力联系，矿井疏　排时在高水头压力和矿　作用Ｆ，断层带导水　性不断加强，致使一　煤底板间接充水含水层　尤其是寒武系含水层的水通过断层带向矿井涌　水或突水，对矿井威胁较大。　｝）．断层对【＿］部位向矿井涌水或突水　凶断层错动致使二　煤层顶底板含水层与　富水性相对较强的含水层对接。巷道掘进和采　煤在揭露或接近断层时，对｜ｉ部位含水层中的　水将通过断层带直接或间接向矿井涌水或突　水。　３矿外涌水量¨‘算　依据刚土资源部《煤、泥炭地质勘查规　范》，结合相邻矿井及井田的调查资料，对ｌ奉抖　Ⅲ主要可采煤层二　煤层先期开采地段的矿　１：　涌水量进行计算，以满足矿井没计开采的需要　３．１计算方法及公式选择　就外田水文地质特征和矿外充水【　素，结　合先期开采地段的几何网形，选用大升法对先　期开采地段二　煤层一７００ｍ水平矿井涌水量进　行计算。其计算公式如＿Ｆ：　３　１．１顶板计算公式：　Ｑ一】３６６Ｋ【２Ｈ　Ｍ）Ｍ／（１８Ｒ　ｌｇ　）　３．１．２　板计算公式：　

Ｑ＝２．７３２ＫＭＨ／（】ｇ２ｄ　０　ｌｇ　ｒ）　式中：（１卜涌水量（ｉｌｌ　／ｈ）；Ｋ～渗透系数　

（ｍ／ｄ）；Ｈ一水柱岛度（Ⅲ）；Ｒ　厂＿引用影响半径　（ｍ）；Ｈ厂大井折算半径（１１１）；ｒ卜一开采边界至补　给边界距离（ｍ）。　３．２计算参数选择　３．２．１渗透系数ｔＫ）　顶板砂岩含水层渗透系数采用一三个孔的　算术平均值０．０３３２ｍ／ｄ。底板太原组卜段灰岩含　水层富水性极不均一，　内　抽水９次，其　ｌｆＩ　４　次无水，其余５　７欠的渗透系数为Ｏ．０００３～　０．０４４３ｍ／ｄ，平均为０．０３８３ｍ／ｄ，参数偏小，与相　邻矿外相差较大，可能是局部岩溶裂隙发育较　差，含水层富水性弱所致。考虑到外田水文地质　特征与相邻井田基本相似，因此渗透系数采用　五孔的渗透系数００４４３ｍ／ｄ、０．０００３ｍ／ｄ、　００３４１ｍ，ｄ、０．Ｏ１８７ｍ／ｄ、０００３７ｍ／ｄ和两邻的梁北　爿一单孑Ｌ渗透系数０４０７ｍ／ｄ以及东邻泉店井　田的平均值Ｏ．４９７８ｍ／ｄ的平均值０．１４３７ｍ／ｄ　３．２．２测压水头高度（Ｈ）　顶板的测压水头高度采用三孑Ｌ水位标高　的平均值＋１　１７．２４ｍ，减去设计水平一７００ｍ，即　８１７　２４ｍ。　底板的测ｎ：水　高度采用珏孔水位标高　２０３．２５ｍ、一２７．６６ｍ、＋３１　９２ｍ、＋２８．６３ｍ、＋８５．７４ｍ　的平均值一ｌ６．９２ｍ，减去设计水平一７００ｍ，即　６８３．０８ｍ。　３．２．３含水层厚度（Ｍ）　含水层厚度取勘探线以两钻孔揭露含水　层厚度平均值。顶板３３．６５ｍ，底板１６．７６ｍ。　３．２．４大外折算半径（ｒ　）　Ｆ为先期开采地段面积８　５ｋｉｎ　，　ｔｏ＝１６４５ｍ。　３．２．５引用影响　径（　）　Ｒ　、：ｒ、　１０　√　，ｓ为所　算水平降深　Ｉｌ同值　顶板兄＝１６４．５　１０ｘ８１７　２４　＝３１３４ｍ　底板Ｒ＝１６４５＋１０￣６８３　０８而＝４２３４ｍ　３．２．６　ｔ｛值的确定　，Ｆ采边界至补给边界（虎（下转２０７页）　

４５一　科Ｉ教Ｉ文ｌ化　分子生物学实验教学改革初探　韩晓磊李小蕊徐建荣　（常熟理工学院生物与食品工程学院，江苏常熟２１５５００）　

科　——黑龙江——　技信思　

摘要：为了提高分子生物学实验课程的教学效果，使之适应“全面素质教育”的人才培养模式，通过分析分子生物学实验课程的教学实际情　况，针对分子生物学学科的特点，从教学思想、教学内容和教学方法三个方面对分子生物学实验教学的改革进行了初步探索。　关键词：分子生物学实验；教学思想；教学内容；教学方法　

２０世纪以来，分子生物学取得了巨大的发　展和进步，逐渐使之成为生物学各学科的前沿　和生长点，并正在与其他学科广泛交叉与渗透，　成为生物专业非常重要的一门专业必修课。　本　课程不仅向学生介绍了分子生物学实验的基础　理论、基本技术，而且展示了当前分子生物学研　究的前沿领域，使学生对分子生物学实验知识　建立系统、整体的认识，从而适应未来２１世纪　生命科学发展的需要。为了提高该课程的教学　质量，实现教学目标，我们依据现阶段分子生物　学实验教学现状，从教学思想、教学内容和教学　方法三个方面进行了初步的探索。　１分子生物学实验教学现状分析　通过对本校历届分子生物学实验教学开　设情况的调研，发现分子生物学实验教学环节　整体现状如以下几个方面：　１．１对实验教学重视程度不够。由于需要　较高的经费投入，师资不足等原因，将分子生物　学实验课作为理论课的辅助，存在重理论轻实　践，重知识传授轻能力培养，学生记忆了大量的　知识，但动手能力和独立分析问题、解决问题的　能力并未得到很好的发展。　１．２传统的分子生物学实验缺乏系统性和　完整性。实验一般是几个基本的操作技术：ＤＮＡ　提取与检测、ＰＣＲ技术、感受态细胞制备、目的　基因连接与转化等，独立的小实验忽视了分子　生物学实验技术与其他学科的融会贯通，无法　使学生形成完整的科研思路，限制了学生创新　能力的培养。　１３验证性实验多，综合性和设计性实验　少。因为实验课教学从属于理论课，以验证课堂　教学理论为主要目的，学生实验主要是按教师　设计好的实验路线去作，以保证成功率。学生是　“依葫芦画瓢”，抑制了他们思维和创造能力的　发挥。　２分子生物学实验教学改革的初步探索　本文基于对以上分子生物学实验教学现　状的分析，对分子生物学实验教学进行了初步　的改革探索　２．１转变实验教学思想　实验课教学的主要指导思想是培养学生　动手能力、实践能力和创新能力　】。面对高等教　育的人才培养模式由原来的“传授知识”向“全　面素质教育”模式的转变，分子生物学实验教学　必须适应这一时代发展的需要。在教学中应该　将“重理论轻实验、重原理轻操作、重实验报告　轻实验过程”的思想，转向以培养学生的实践能　力和创新能力的教育观念上。　２．２优化实验教学内容　在教学内容上做到重点、难点突出，避免　交叉重复。由于本课程学时数较少，因此授课内　容务求精练、易懂。对于与生物化学和遗传学中　的交叉内容，如蛋白质、核酸的结构与组成，我　们采取复习和提问的方式，让学生进一步加深　对这些内容的记忆和理解，为难点内容的学习　打好基础。同时，可以做到由易到难、循序渐进，　使学生不会出现抵制、厌学情绪。这样一方面可　以突出分子生物学实验具有循序渐进的特点，　另一方面也明确了分子生物学的教学重点。保　证了课程的完整性和系统性口。　２．３更新实验教学方法　乔尹斯和韦尔认为，“教学模式是构成课　程的作业、选择教材、提高教师活动的一种范型　或计划”ｔ３］。随着科技的发展，需要对原有的教学　方法进行改革，以适应现阶段对具有积极性、主　动性、独立性、创造性和适应性大学毕业生的需　求。２．３．１规范教学过程，加强课前预习。每一个　分子生物学实验都是针对某个基础理论设计　的，学生只有对这些理论以及实验中的一些技　术原理充分理解，才能开展实验。为此，实验前，　教师应让学生充分预习实验内容，并做好两个　方面：一是要求学生理解该实验所验证的理论，　通过老师检查，合格的才能开展实验；二是要求　学生必须明确实验目的步骤，并对该实验中可　能遇到的一些技术环节和理论有充分的理解。　２．３．２忠于实验结果，及时总结经验。实验结果　的误差是科学实验的正常现象，是试验本身的　真实反映　。因此，应该要求学生实事求是地记　录实验结果，不能因为自己的结果和标准有出　人就认为自己的记录不正确，而照抄实验讲义　所列应观察到的实验结果。好的实验经验是操　作者细心观察现象，不断纠正操作不当，系统总　结的结果。因此，要求学生详细记录实验过程的　每一步操作，这样不仅能总结正确的操作经验，　也便于对实验结果出现的偏差作合理解释。只　有通过严格化和规范化，才能培养学生实事求　是的科研精神和严谨的学习态度，有利于学生　将来走上工作岗位后，能在生产实践中独立地　进行各项操作。　经过几年的实验教学实践，我们逐渐摸索　出了分子生物学实验教学的一些方法和技巧，　并通过教学思想、教学内容和教学方法的改革　提高了分子生物学实验教学的效果，让学生养　成了独立思考的习惯，树立了理论联系实际的　作风，端正了实事求是的科学态度，适应了当今　“全面素质教育”的人才培养模式。　参考文献　［１１冯九焕，张桂权，刘向东．本科遗传学实验课开　设模式探讨『Ｊｌ，中国农业教育，２ｏｏ３（１）：２９—３０．　【２］杨海灵．分子生物学实验教学改革的探索与　实践【ＪＪ．成都大学学报（教育科学版），２００８，（４）：　７０－７１．　【３】桑青松．当代西方社会型教学模式理论对高　师教育教学改革的启示ｌＪｌ＿教育科学，２００３，１９（３）：　３３－３７．　［４】卢学琴，胡尚连，曹颖，等．提高植物学实验课教　学质量的思考ＩＪ】．实验科学与技术，２００９，７（２）：　ｌ１６一ｌｌ８．　作者简介：韩晓磊，常熟理工学院，硕士，　助理实验师　通讯作者：李小蕊，常熟理工学院，硕士，　助教。