新疆北部某煤矿持续采掘条件下矿井涌水量动态模拟预测

为了更为准确地模拟预测新疆北部某煤矿1号矿区在分区分层开采过程中的矿井涌水量,在分析矿区地勘资料的基础上,运用GMS地下水数值模拟软件对矿井进行三维建模仿真,结合矿区的采掘计划和采掘进度,模拟了该矿井在采掘期(10年)的动态涌水量,并与大井法计算涌水量和矿井实测涌水量进行了对比分析。结果表明:①在开采新的工作面时,采掘初期需将地下水水位迅速降至安全开采高度,因此涌水量较大,后期随着疏水稳定涌水量慢慢下降至平稳;②随着采掘工作面和采掘深度的不断扩大,矿区总涌水量逐年上升,在向新采区过渡时由于安全开采高度下降,涌水量短期增幅较大,之后随着开采的推进涌水量增幅下降并趋于平稳;③最终计算得到考虑采掘进度的各采区稳定涌水量为北一采区211m~3/d,北二采区613m~3/d,北三采区563m~3/d,与实测涌水量最大误差为7.58%,未考虑采掘进度计算涌水量和大井法计算涌水量最大误差分别为17.37%和23.23%,证明考虑采掘进度计算涌水量更为准确合理。     

基于Visual Modflow的矿井涌水量数值模拟预测研究

为了准确预测陕北某矿2煤顶板的矿井涌水量,在综合分析矿井地质条件、水文地质条件的基础上,结合采掘计划,考虑采掘先后顺序对地下水系统的影响,运用Visual Modflow软件建立数值模型,预测在地下水干扰流场下的矿井涌水量。并将模拟预测结果与矿井现有实测涌水量进行对比,结果表明:基于Visual Modflow并考虑采掘顺序的矿井涌水量数值模拟结果比较接近实测涌水量,验证了方法的准确性。     

基于GMS实体建模的新疆某煤矿涌水量预测分析

为准确预测新疆北疆某煤矿涌水量,探讨不同方案的预测精度,基于水文钻孔等资料,利用GMS中Solid模块、Modflow模块构建出与实际相符的计算模型。对矿区首采区和二采区进行了不考虑采掘次序、仅考虑采掘次序、同时考虑采掘次序和采掘进程、大井法等4种方案的涌水量预测计算,并与实测涌水量进行对比分析。研究表明:同时考虑采掘次序和采掘进程因素时的矿区涌水量预测精度最高,矿区总涌水量为实际排水量的108.1%,不考虑采掘次序、仅考虑采掘次序和大井法的预测精度依次减小,分别是实际排水量的109.2%、127.4%和185.3%。同时考虑采掘次序和采掘进程因素时首采区涌水量预测结果为1 189m~3/d,二采区涌水量预测结果为1 347m~3/d,该方案的预测思路可为相似地质条件的矿井的涌水量预测提供借鉴。     

基于Visual Modflow的矿井涌水量模拟和动态预测研究

煤矿开采是一个动态的过程,矿井涌水量模拟与预测需要跟随采掘进度实时进行。以葫芦素煤矿为例,运用Visual Modflow软件构建地下水流数值模型,预测矿井涌水量随采掘进度的动态变化规律及采掘期内(10年)的矿井涌水量。结果表明:首采区回采初期矿井涌水量较小,随着回采工作面的增加,矿井涌水量逐步增加,整个首采区回采过程中矿井涌水量随着采掘空间的不断增加而增大,最终基本趋于稳定。     

基于矿井生产分块段和分水平的三维地下水数值模拟

涌水量预测是矿井防治水工作中的重要内容,但矿井分多块段多水平开采时,一般方法无法准确预测矿井涌水量。本文以鹤岗矿区南山矿为例,结合矿井分块段分水平的采掘规划动态预测矿井涌水量,为矿井建立采区排水系统和制定各采区防治水措施提供依据。     

考虑静储量释放的矿井涌水量预测方法探讨

鄂尔多斯盆地周边矿井逐步建成投产,上覆巨厚含水层随着煤层开采,大量持续进入矿井,因矿井设计排水能力不足造成了多起矿井水害事故,尤其是原于勘探阶段仅依据水文钻孔稳定流抽水试验预测矿井涌水量,忽略了矿井实际涌水机理中的静储量释放,预测矿井涌水量偏差较大。针对这一情况,以鄂尔多斯盆地周边纳林河二号井为例,充分利用勘探阶段抽水试验不同阶段获取的水文地质参数,考虑静储量探讨预测矿井涌水量,研究巨厚含水层下矿井涌水机理,并与近年开采实测矿井涌水量情况进行对比分析,验证预测误差率,提高预测结果的精确性,对该区矿井涌水量预测具有参考作用。     

山西平鲁后安煤矿涌水量预测分析

为了更加准确地预测后安煤矿生产能力核增后的矿井涌水量,本文在分析矿区地质及水文地质条件的基础上,结合矿井近年来采掘活动生产资料,最终选用富水系数比拟法对矿井涌水量进行预测。结果表明:采用富水系数比拟法所得出的预测结果可信度较高。本次涌水量预测为矿井采掘计划和生产提供了重要依据,对其他产能变化矿井的涌水量预测也有指导价值。     

矿井涌水量预测数值模拟研究

为了准确预测矿井涌水量,保障煤矿安全及保护地下水资源,在概化出大同矿区水文地质概念模型的基础上,建立了大同矿区地下水三维非稳定流数值模型,以塔山井田的回采工作面月回采进度为单位,分别模拟预测了8214工作面和8216工作面地下水位降至5号煤层底板位置的正常涌水量和最大涌水量,其中8214工作面的正常涌水量为1 224 m3/d,最大涌水量为1 272 m3/d,8216工作面的正常涌水量为1 392 m3/d,最大涌水量为1 440 m3/d。。结果表明:该方法将矿井涌水量预测与回采工作面回采进度有机结合起来,计算结果更加符合实际。     

基于钻探-物探数据融合的矿井涌水量预测及效果评估

以大海则煤矿作为典型研究对象,基于238个地质及水文地质钻孔和50个物探断面勘测等数据,分析影响矿井涌水量的主要因素,认识确定开采地层的充水因素,构建矿区井田三维地质实体模型;采用数值模拟法、大井法和集水廊道法预测计算矿井涌水量,并综合对比多种方法和成果。结果表明:物探数据可以弥补地质钻孔对于区域控制的不足,融合利用钻探-物探数据精细刻画矿区地质地层结构,可以构建包含第四系含水层、第四系-白垩系隔水层、白垩系含水层、白垩系-安定组隔水层、安定组含水层、安定组-直罗组隔水层、直罗组含水层、2煤层隔水层和2-3煤含水层的矿区井田三维地质实体模型;通过矿区地下水数值模拟、大井法和集水廊道法预测涌水量的结果对比,实现了不同方法计算涌水量的相互验证;大井法和集水廊道法对涌水量只能做出静态预测,而数值模拟法可以基于钻探和物探数据对含水层系统结构进行精细剖分,准确描述开采过程中矿区地下水的运动规律,并考虑煤矿开采的工作进度,实现涌水量的动态预测,提高煤矿矿井涌水量的计算精度。     

涌水量动态特征类比法在陕北侏罗系煤田预测矿井涌水量的应用研究

类比法属于比拟法,目前常用的比拟法预测矿井涌水量,多采用原煤产量、回采面积、掘进巷道长度等因素进行直线(或指数、幂函数)相关分析,没有考虑采掘工作面涌水量的动态规律,不可避免有它的局限性。通过对小纪汗煤矿巷道和回采工作面的涌水量动态规律分析划分类型,预测水文地质条件和开采条件类似各工作面的矿井涌水量,可以达到更合理,较准确、较可靠地预测矿井涌水量的目的,从而探讨矿井涌水量动态特征类比法的方法和应用条件。     

Using Multiple Methods to Predict Mine Water Inflow in the Pingdingshan No. 10 Coal Mine,China

To ensure safe mining of the no. 2 coal seam in the Pingdingshan No. 10 coal mine, three methods (analogue, big well, and numerical simulation) were used to forecast mine water inflow and their performance. The big well method predicted the largest water inflow: 233.8 m³/h in the ?230 m level and 281.1 m³/h in the ?300 m level. The numerical simulation predicted the least inflow, 205.7 and 228.6 m³/h respectively for the 230 and ?300 m levels; this was closest to the measured values. Based on this work, it appears that combining numerical simulations with other methods are a good way to accurately forecast mine water inflow.     

司家营铁矿北区矿坑涌水量预测

司家营铁矿北区位于滦河二级阶地和河漫滩上,矿区水文地质条件较为复杂,包含4个含水岩组。利用大井法和数值法对矿区各开采中段的涌水量进行了预测,结果证明两种方法计算结果较为接近,并且与矿山生产采场的实际涌水量相符,但数值模拟法相对误差更小,其计算结果可推荐为采场防排水设计依据。     

改进大井法在富含水层下采煤涌水量预测的应用

综合水文地质和工程地质调查结果、室内岩石力学实验、相似模拟试验和三维数值模拟分析,应用地下水动力学理论,改进传统的"大井法",对条带边界下采动过程中工作面涌水量进行预测。针对石嘴山矿区西翼采区特殊的地质背景,对不同开采条件、开采参数下,工作面涌水量变化规律进行了研究。研究结果表明,预留防水煤为150m,工作面采宽为80m时涌水量最小,开采安全性最佳。改进大井法建立在非稳定流泰斯解基础上,较之传统以稳定流为基础的裘布依解预测结果更精确。     

薛湖煤矿矿井充水主控因素与矿井涌水量预测研究

河南薛湖煤矿在开采过程中受到了水害的影响,为了确保煤矿安全、高效生产,分析了矿井水文地质条件,研究了矿井冲水的主控因素,并对矿井涌水量进行预测计算。研究结果表明,薛湖煤矿矿区发育六大含水层（组）和三大隔水层（组）,煤系地层的二叠系砂岩裂隙含水层是危害矿井生产的主要含水层,随着生产的进行,顶板砂岩水多被疏干,对生产的安全不会造成很大的影响。二2主采煤层的直接充水水源为二叠系二2煤层顶板砂岩裂隙承压水,间接充水水源为二2煤层底板和奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水,矿井的自身采空区积水是薛湖矿的充水水源之一。二2煤的导水途径主要有裂隙、断层和封闭不良钻孔3种,高角度正断层可能成为导水通道。越往深部开采水压将会越大,构造和裂隙的发育增加了底板水涌入矿井的危险。选取比拟法和稳定流解析法对采区矿井涌水量进行计算,比拟法计算的全矿井正常涌水量656 m 3/h、最大涌水量787 m 3/h比较符合近年来矿井充水的实际情况,可以作为下一步矿井开采的依据。但随着开采水平的不断延深,太灰岩溶水向矿井突水的概率也将大大提高,若出现短期内多点突水情况,将会超过比拟法预算的最大涌水量。     

大海则煤矿顶板富水含水层下开采水害防治研究

为了解决顶板富水含水层下开采过程中所面临的水害问题,以侏罗纪煤田榆横北区大海则煤矿为例,通过分析矿井水文地质条件,确定了主要充水水源和充水通道,计算了防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度,并预测了矿井开采2号煤层时的涌水量,提出了相应的防治措施。结果表明:矿井开采2号煤层时,其主要充水水源为煤层顶板侏罗系延安组、直罗组含水层水,主要充水通道为覆岩导水裂隙带。通过计算防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度,分析判断其在现有2号煤层开采条件下,不会受到顶板白垩系洛河组强含水层影响。采用解析法和数值法进行矿井涌水量预测,取其算术平均值作为参考。结合矿井条件和现场实际,提出井下钻探、地球物探、水文地质监测等综合防治措施,通过预防、探查、疏排、监测等手段,共同解决矿井水害问题。     

鹤煤九矿涌水水源分析及涌水量预测

鹤煤九矿目前已进入二₁煤层第3水平的开采。为减少突水事故对矿井建设和安全生产的威胁,根据鹤煤九矿2006—2016年矿井涌水量数据,结合矿井过往开采经验,对影响矿井建设与生产的涌水水源进行归类分析,同时对矿井涌水量时间和空间上的变化趋势进行动态评价。采用比拟法和解析法对矿井未来涌水量进行预测,通过可靠性分析确定以比拟法涌水量预测结果,以正常涌水量436.8 m³/h、最大涌水量573 m³/h作为鹤煤九矿防治水的参考依据。     

宁东矿区未来15年矿井水量变化分析

通过对宁夏煤业公司在宁东4个矿区分布的13对矿井已开采的102个工作面涌水量分析计算,总结出各矿井涌水量计算参数,再用研究确定的矿井涌水量参数分别计算未来15年各矿井开采的530个采煤工作面预测涌水量分布,总结未来15年宁夏煤业公司宁东矿区涌水量变化规律,指导未来15年矿井水防治和综合利用。     

某萤石矿井水文地质特征分析及涌水量预测

以某萤石矿为例,在分析矿井水文地质特征的基础上,指出矿井的主要充水因素,并采用"大井法"和集水廊道法预测了矿区首开区的涌水量,各开采中段的预测结果分别为73.4、260.6、306.6、326.7、169.1 m3/d,为地下水疏排工程设计提供了设计依据。     

长汀矿区矿坑涌水量模糊水文地质比拟法预测

基于长汀矿区勘探资料,分别从含水层组特征、断裂构造带水文地质特征、地下水补给、径流、排泄特征、矿井充水类型等方面对该矿区的水文地质条件进行了分析,结果表明:1矿区侵蚀基准面以上的主要充水来源为大气降水、接触裂隙水和断层接触水;2矿区侵蚀基准面以下的主要充水来源为接触裂隙水和断层接触水;3矿区地下水补给主要来源于大气降水,浅部可直接获得补给,深部通过裂隙和断层间接获得降水补给。在上述分析的基础上,基于矿区用水量实测资料,采用模糊水文地质比拟法、传统水文地质比拟法预测的矿坑涌水量分别约为44.69,46.73m3/h。尽管模糊水文地质法的预测结果略小于传统水文地质比拟法,但由前者充分考虑了降雨量、水头降深、开采面积、给水度、渗透系数和补给水源等因素,故其预测结果相对于传统水文地质比拟法而言可靠性更强。分析结果对于精确预测该矿区矿坑涌水量,确保井下安全开采有一定的参考价值。     

基于GMS的矿坑涌水量预测与环境影响分析

为了分析矿山开采过程中对矿区及其周边地下水的影响,在分析罗河铁矿矿床地质、水文地质条件的基础上,运用GMS软件对矿区地下水流进行了数值模拟分析。通过模型的识别和检验,所建立的模型能够较好反应该矿山的水文地质条件。运用识别后的模型对矿山涌水量进行了预测,并分析了矿山疏水后对周边环境的影响,为矿山环境保护与生产需水的问题提供科学依据。