引用影响半径R对矿井涌水量预计结果的影响研究北大核心

矿井涌水量计算是煤矿水文地质工作的重要内容,也是矿床水文地质勘查的主要任务。基于地下水动力学的"大井法"在预测矿井涌水量时简便有效,但应用"大井法"时,引用影响半径R对预测结果有着较大的影响。以朝克乌拉煤矿2101工作面涌水量预测为例,采用解析法与数值法对比来探讨引用影响半径R的影响,结果表明:对于承压含水层或补给条件较好的潜水含水层,宜采用吉哈尔特公式来计算R。研究成果为矿井涌水量计算提供了科学的依据。     

导水裂隙带动态发育规律及覆岩含水层涌水量预计

以招贤煤矿1307工作面为例,根据导水裂隙带发育高度是否突破不同含水层而进行工作面分段,结合该工作面工程地质条件分析结果和井下放水试验所求得各分段区域内水文地质参数,采用"大井法"和集水廊道法对采动过程中的涌水量进行分段分层预计。结果表明:该方法将矿井涌水量预测与矿井开采工程时空紧密结合起来,分区段选用不同计算公式进行预测,比较符合工作面开采实际情况,具有一定的实际指导意义;在分段的基础上采用分层"大井法"突破了传统"大井法"将整个矿井或工作面作为大井,概化出的影响半径偏大而导致计算结果偏大的现状;针对宜君组巨厚含水层的条件,看作倒置的大井进行计算,使得导水裂隙带不完全波及巨厚含水层时的涌水量预计更接近实际。     

覆岩结构下含水层开采疏放水效果评价研究

针对覆岩结构下煤层开采顶板水量变化情况,利用数值模拟方法对上覆含水层进行了有效探查和疏放研究。结果表明:覆岩组合特性控制着含水层释放过程,通过优化疏放水钻孔设计提高疏放水效果,实现工作面回采过程中矿井涌水量"削峰平谷",以达到经济合理的目的,垂直或平行于地层走向并朝向地层标高降低方向的钻孔疏放水效果最佳。选择从钻孔疏放水原始数据、总量变化、钻场水量变化、疏放水量与水压相关性等方面的评价途径,对上覆含水层疏放效果进行分析研判,判断工作面受水害威胁程度降低至安全阈值范围,具备安全开采条件,为后续工作面顶板疏放水方案制定及效果评价提供参考。     

工作面顶板含水层水害防治技术探索与实践

由于矿井顶板含水丰富,回采期间矿井最大涌水量达到900m3/h以上。为了实现安全回采,回采前期研究工作面顶板含水层地下水赋存特征,探查验证顶板物探结果,判断含水层对工作面开采时的影响程度,并通过放水试验进一步获取含水层相关水文地质参数,获取含水层涌水量、水位随时间等变化规律,为工作面及采区顶板水疏放工程优化布局提供科学依据。通过探查及放水实验孔数据实测,最终确定工作面疏放水方式,有效地降低工作面水害的威胁程度,确保了工作面回采后的安全生产。     

引用影响半径R对矿井涌水量预计结果的影响研究

矿井涌水量计算是煤矿水文地质工作的重要内容,也是矿床水文地质勘查的主要任务。基于地下水动力学的"大井法"在预测矿井涌水量时简便有效,但应用"大井法"时,引用影响半径R对预测结果有着较大的影响。以朝克乌拉煤矿2101工作面涌水量预测为例,采用解析法与数值法对比来探讨引用影响半径R的影响,结果表明:对于承压含水层或补给条件较好的潜水含水层,宜采用吉哈尔特公式来计算R。研究成果为矿井涌水量计算提供了科学的依据。     

基于GMS软件的矿井涌水量预测

矿井涌水量的预测是制定防治水措施的依据,对矿井防治水有重要的意义。通过对朱仙庄煤矿十采区的水文地质条件进行研究,采用GMS数值模拟来预测各种放水情况下含水层的水位变化状态,并结合"大井法"预测工作面和采区的涌水量。结果表明:采用GMS数值模拟和"大井法"预测的结果相近,二者得到相互验证。     

基于井下群孔放水试验的首采工作面涌水量预测

采用"大井法"预测门克庆煤矿首采工作面采后涌水量,反映预报区范围内含水层由承压转无压到疏干过程,预测中试验将形状复杂的群孔放水系统看成是一个"大井"在工作,把不规则的影响边界圈定的面积,等同于大井的面积,整个工作面开采后的涌水量,可以近似应用裘布依的稳定流基本方程求解。基于井下群孔放水试验,较为准确地预测了工作面涌水量,在工作面回采过程中得到了较好的验证。     

煤层顶板砂岩含水层疏放水效果评价

为了科学合理地评价煤层顶板砂岩含水层疏放水效果,在工作面涌水量预测方面,采用含水层静储量和动态补给量联合预测的方法,结合钻孔疏放水总量和残余水量进行分析:当钻孔疏放水总量等于或大于含水层静储量,且钻孔残余水量等于或小于含水层动态补给量时,即可判断煤层顶板砂岩含水层疏放水效果良好。 实例分析表明,含水层静储量和动态补给量联合预测的方法与实际情况较为吻合,并且当钻孔疏放水总量大于含水层静储量、钻孔残余水量小于含水层动态补给量时,实现了工作面的安全回采。 利用工作面涌水量预测结合钻孔疏放水观测资料的方法评价煤层顶板砂岩含水层疏放水效果科学合理,可以应用到类似工作面采前的水文地质条件安全评价中。     

工作面顶板水害精细化与定量化防治技术

为了准确掌握工作面的充水条件及制定有针对性的顶板水害防治措施,在对顶板含水层进行划分并获取其水文地质参数的基础上,采用关键层理论、数值模拟和相似材料模拟对工作面导水裂隙带高度进行了预测,从而实现了工作面充水因素的精细探查;利用顶板含水层静储量叠加动态补给量的方法对工作面的涌水量进行精细化预测,结合工作面顶板含水层疏放水量观测值对疏放水效果进行定量化评价,评价结果表明工作面已经达到了安全回采的水文地质条件。通过实例分析,对工作面水文地质条件进行精细化探查,采用“动—静”水量的工作面涌水量预测方法,结合顶板含水层疏放水效果定量化判别方法,可以保障工作面的安全开采。     

复杂条件下工作面涌水量预测及排水系统优化研究

锦界煤矿涌水水源主要来自风化基岩孔隙裂隙潜水和第四系上更新统萨拉乌苏组潜水含水层,结合近年大量观测数据,确定回采工作面(含准备面疏放水)及采空区涌水占矿井涌水量的95%以上,是矿井涌水量预测关键所在,利用钻孔流量实测数据的回归分析,得到了钻孔流量衰减特性及其计算公式,并分类计算工作面回采涌水量,并与现场实测结果进行了验证,实现了矿井涌水量快速、精准预测。在此基础上利用研究结果对工作面排水系统进行优化和改进,采用分区关联排水技术,极大地提高了排水系统运行效率。