招贤煤矿水文地质特征及涌水量预测研究

为了准确预计招贤煤矿矿井涌水量,正确地指导煤矿安全生产,在分析矿井水文地质特征的基础上,运用"大井法"、集水廊道法与比拟法对该矿井涌水量进行了计算,对该矿井工作面顶板的涌水量进行了预测,计算出静储量,给出了离层积水均匀下泄时的涌水量计算方法和公式,通过比拟法确定了灾变涌水量。研究结果表明:工作面采前疏放水工程对顶板含水层有效疏放和不考虑离层积水条件下,1307工作面正常涌水量为110.33 m~3/h,最大涌水量为584.12 m~3/h;考虑离层积水均匀下泄的涌水量为249 m~3/h;考虑离层积水的灾变涌水量为1 100 m~3/h,该研究结果为煤矿防治水提高预测的可靠性与准确性。     

榆横北区巴拉素井田不同时期矿井涌水量预测

为准确预测榆横北区矿井不同工作阶段涌水量,以巴拉素井田先期开采地段首采2号煤为例,首先确定导水断裂带高度和波及主要含水层,而后采用5种方法进行涌水量预测,最后选取相对科学合理的方法和结果。结果表明:基建阶段巷道掘进的主要水源为2号煤裂隙水;生产阶段采用裂采比28倍计算导水断裂带高度约107 m,波及延安组和直罗组含水层,预测矿井基建、生产和2101首采工作面等不同工作阶段的正常涌水量分别为1 032、1 865、348 m~3/h,通过对比分析,基建阶段涌水量预测方法为廊道法,生产阶段为大井法+数值法,2101首采工作面为动静结合法。     

新安煤矿首采工作面顶板岩层富水性探测及涌水量评价

矿井涌水量的准确预测一直是煤矿地质工作者的难题,本文以新安煤矿首采工作面为研究对象,通过裘布依公式计算了涌水量,通过矿井瞬变电磁勘探探测了首采工作面的顶板富水性分区。计算最大涌水量71.3m3/h,正常涌水量31m3/h。实际开采结果是最大涌水量出现在探测结果富水区为70m3/h,正常涌水量基本处在25~30m3/h。认为矿井瞬变电磁勘探和解析法裘布依公式在工作面顶板富水性探测和涌水量计算可靠性较高。     

厚煤层放顶煤工作面涌水量预测及防治水方案

厚煤层放顶煤开采时其导水裂隙带的发育高度大于煤层顶板与白垩系宜君组含水层底部距离,在工作面薄弱处可能波及至洛河组含水层,工作面面临顶板水害威胁。以纳林河煤矿2~#矿井首采工作面为例,在分析工作面主要含水层及含水通道的基础上,进行了抽水试验和槽波透视探测、直流电法探测,利用大井法对工作面涌水量进行了计算,考虑回采安全,正常涌水量按400m~3/h、最大涌水量按800 m~3/h进行考虑,进行了工作面水仓及排水系统设计,供类似矿山参考。     

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。     

蒙陕矿区深埋工作面顶板水可疏降性及预疏放标准研究

在分析蒙陕矿区深埋煤田区地貌特征、水文地质条件、工作面钻孔涌水和采空区涌水特征等基础上,开展了顶板水可疏降性和预疏放标准研究,结果表明:研究区包括基岩台地、沙地、黄土沟壑3类地貌,其中沙地区第四系富水性强,煤层顶板含水层丰富的充水水源,导致直罗组一段渗透系数和单位涌水量均远大于基岩台地区和黄土沟壑区。不同矿井首采工作面探放水钻孔初始水量和累计放水量分为3类,水量较小矿井,初始水量q_0≤10.0 m~3/h,累计疏放水量<5.0×10~4m~3;水量中等矿井,初始水量q_0≤60.0 m~3/h,累计疏放水量10.0～100.0×10~4m~3;水量较大矿井,大部分钻孔的初始水量q_0>100.0 m~3/h,累计预疏放水量>100.0×10~4m~3;所有矿井首采工作面经预疏放后,可以实现绝大部分钻孔水量<10.0 m~3/h、水压<1.2 MPa,具有很好的疏降性。根据矿井水的顶板水疏放过程中水量和水压变化规律,建立了工作面预疏放标准,q_0=0～10.0 m~3/h的矿井,不需要开展预疏放;q_0=0～60.0 m~3/h的矿井,对钻孔初始水量>20.0 m~3/h的富水条带开展预疏放;q_0>60.0 m~3/h的矿井,以600.0～1 000.0 m为工作面回采段,提前3个月进行顶板水预疏放,实现回采前90%钻孔水量≤10.0 m~3/h、水压≤1.2 MPa。     

孟巴煤矿采掘工作面涌水量预计初探

通过对孟巴煤矿已有矿井涌水资料的整理、分析,详细介绍了工作面掘进和回采期间的涌水量变化规律。采用回归分析的方法,初步建立起适合于孟巴煤矿采掘工作面涌水量预计的数学模型,有效地解决了掘进巷道和回采工作面涌水量变化大、预计困难的问题,为未采工作面涌水量预测预报工作提供了依据。     

1706~(-1)工作面砂砾含水层下安全煤岩柱的留设

为了实现多伦协鑫煤矿1706-1工作面在水体下安全回采,通过"两带"高度经验公式预计、"两带"高度实测、相似模拟试验以及FLAC3D数值模拟确定工作面的垮采比和裂采比;根据安全煤岩柱的留设要求及基岩厚度,反算出工作面安全回采厚度。结果表明:选取实测值垮采比5.61、裂采比12.21预计工作面覆岩破坏"两带"高度较合理;工作面安全回采厚度分开切眼到分界线区域采放厚度为8.9 m和距停采线480 m的"底砾区"采放厚度为4.7 m 2个区域;预计1706-1工作面最大涌水量27.75 m3/h,正常涌水量25.66 m3/h远小于矿井排水设备的正常排水量,因此,不会造成淹矿井事故,工作面可正常回采。     

郭家河煤矿水文地质特征及矿井涌水量预测

矿区位于鄂尔多斯盆地南部渭北挠褶带北缘，含煤地层主要为侏罗系中统延安组，可采煤层有2号、3号煤层。矿区含水层主要为第四系孔隙—裂隙潜水含水层，白垩系下统洛河组砂岩、宜君组砾岩孔隙—裂隙含水层，侏罗系中统直罗组砂岩裂隙、延安组煤层及其顶板砂岩裂隙含水层。井田受导水裂隙带影响，地下水以离层水形式参与工作面涌水。采用解析法进行矿井涌水量预测，预测2022—2025年郭家河煤矿1310工作面和2308工作面回采期间，矿井正常涌水量为225.17 m³/h。依据经验，为防灾考虑，矿井最大涌水量按正常涌水量的2倍预计，矿井最大涌水量为450.34 m³/h。研究可为矿井水文地质评价及水害防治提供依据。     

不同方法在双柳煤矿开采山西组煤层涌水量预测中的应用

基于双柳煤矿开采山西组煤层的水文地质条件特征,分别应用大井法和富水系数法对开采山西组煤层时矿井的涌水量进行了预测,其中大井法预测正常涌水量为659.45 m~3/h,富水系数法预测正常涌水量为3 493.15 m~3/d,结合矿井多年来的生产实际,发现富水系数法更适合于双柳煤矿目前的生产实际。     

基于生产用水途径的矿井水井下处理系统配置

以平煤股份公司一矿为例,基于监测的矿井涌水量和井下生产用水量,预测了2020年矿井涌水量和井下生产需水量;利用矿井井下混合水的水质测试结果并结合井下生产用水对水质的要求,选配磁分离法进行井下水处理并评价了其经济效益。结果表明:2020年一矿正常涌水量为104.5 m~3/h,井下生产需水量为135.73 m~3/h,矿井涌水量无法满足生产需水的要求,可采取井下及时处理及时供应生产的方式,以节约矿井排水费用和地面水处理费用;一矿矿井涌水的浊度大于100 mg/L,井下生产用水要求浊度不高于30 mg/L,可选用磁分离法对井下混合水中的悬浮物进行处理;井下水处理与地面水处理方案相比,每处理1 m~3/h水量,耗电费减少0.664元/m~3,水处理费降低1.34元/m~3,每年可节约费用173.15万元。     

海孜（西部井）煤矿矿井涌水量预算分析

在煤矿开采时,一部分地下水由于矿井开采而流出,为了煤矿安全开采,对地下水要通过排水系统排出地面。通过对矿井涌水量预算,可以为矿井排水及水害防治提供较可靠的理论依据。通过对海孜煤矿(西部井)矿井涌水量的预算,得出了海孜煤矿(西部井)最终矿井涌水量,并对参数选取及过程进行了分析,取得了较可靠的预算结果。预算新生界松散层第四含水层(组)涌水量为90.77m~3/h;主采煤层顶底板砂岩裂隙水正常涌水量为30m~3/h,最大涌水量为62m~3/h。太灰岩溶裂隙含水层(段)的可能涌水量为363m~3/h,此涌水量不计入矿井正常涌水量,但此水量应作为灾变水量一部分,灾变水量为363+87=450(m~3/h)。     

一种具有时空特征的工作面涌水量预测新方法

以预测未采工作面的涌水量为目的首次将涌水量预测中具有时间特征的灰色理论GM(1,1)模型和具有空间特征的水文地质比拟法有机结合起来,提出一种具有时间空间特征的计算方法——GM(1,1)-水文地质比拟法,并对未采工作面进行涌水量预测,预测结果为1 371.4m3/h。采用解析法预测的该工作面涌水量值为1 369 m3/h,二者相对误差为0.175%。所提出的计算方法能够用于未采工作面的涌水量预测,为未采工作面设计临时水仓的大小以及确定排水能力提供一种新方法。     

孤岛工作面瓦斯释放影响因素分析及预抽必要性论证

针对高瓦斯矿井综放工作面煤层瓦斯含量较低,开采条件影响下回采期间瓦斯涌出量大的情况下,选取合理的瓦斯治理措施,避免瓦斯治理的盲目性。通过类似工作面瓦斯治理措施及效果分析,工作面预抽效果差,甚至没有预抽的必要性。为了进一步论证I011502工作面预抽的必要性,主要从以下几方面进行研究:孤岛工作面瓦斯释放影响因素分析、I011502工作面煤层残余瓦斯含量论证、相似I011501工作面瓦斯治理效果论证以及I011502工作面回采期间瓦斯治理措施保障分析。论证结果表明:工作面回采期间最大绝对瓦斯涌出量为12.78 m~3/min,回采期间高位钻孔瓦斯抽采量为10 m~3/min,可得工作面除去高位钻孔抽采瓦斯量剩余2.78 m~3/min远远小于工作面风排瓦斯量4.96 m~3/min,保证工作面回采期间回风流瓦斯浓度不超0.5%。     

呼吉尔特矿区深埋工作面顶板水文地质特征

鄂尔多斯盆地侏罗纪深埋煤田区作为我国未来煤炭资源开发的重点区域,防治水工作是矿井安全生产面临的最重要任务。为了查清主采煤层顶板水文地质特征,以呼吉尔特矿区深埋工作面为研究对象,从地质沉积、含水层空间分布、富水规律和工作面涌水量等方面开展研究。结果表明:受河流相沉积控制,呼吉尔特矿区主采煤层顶板发育了砂泥岩互层结构地层,受毛乌素沙漠强富水松散层水下渗作用,作为直接充水含水层的真武洞砂岩和七里镇砂岩具有"高水压、强富水、非均一"特征,特别是七里镇砂岩含水层,未扰动条件下水压为6 MPa,井下单孔涌水量为150～160 m~3/h;工作面放水试验和采前预疏放结果表明,直接充水含水层具有良好的可疏降性,先期开采段(0～600 m)采前大部分顶板钻孔水量降至5 m~3/h以下,水压降至1 MPa以下,具备安全回采的水文地质条件;整个工作面回采过程中,总的排水量高达787.0×10~4m~3,富水系数为1.48,远大于神府、新街等矿区,表明呼吉尔特矿区煤层顶板直接充水含水层富水性较强,必须加强防治水工作,以保证本地区煤炭资源的安全开发。     

分源法在矿井首采工作面瓦斯涌出量预测中的应用

在采用分源预测法预测矿井回采工作面瓦斯涌出量基础上,结合佳瑞矿区邻近矿井工作面实际瓦斯涌出源构成比重,对相应部分的瓦斯涌出预测结果进行修正,使得首采工作面瓦斯涌出量预测结果更符合实际情况,为以后矿井工作面配风及瓦斯治理工作提供科学依据。     

新安煤矿首采工作面顶板岩层富水性探测及涌水量评价（增刊）

矿井涌水量的准确预测一直是煤矿地质工作者的难题,本文以新安煤矿首采工作面为研究对象,通过裘布依公式计算了涌水量,通过矿井瞬变电磁勘探探测了首采工作面的顶板富水性分区。计算最大涌水量71.3m₃/h,正常涌水量31 m₃/h,实际开采结果,最大涌水量出现在探测结果富水区为70 m₃/h,正常涌水量基本处在25-30 m₃/h。认为矿井瞬变电磁勘探和解析法裘布依公式在工作面顶板富水性探测和涌水量计算可靠性较高。     

高瓦斯矿井回采工作面瓦斯治理

为了保证高瓦斯矿井回采工作面正常回采,通过对开采层和邻近层瓦斯赋存情况的分析,预测回采工作面的瓦斯涌出量最大为34 m~3/min,根据本煤层原始瓦斯含量和预抽时间的不同,本煤层钻孔间距设计为2～6 m,同时根据回采时瓦斯涌出量的不同,穿层钻孔设计个数为6～16个。经过瓦斯治理后回采工作面平均日产原煤4 500 t时,绝对瓦斯涌出量32m~3/min,回风流瓦斯浓度0.4%左右,风排瓦斯量6.5 m3/min,抽采瓦斯量25.5 m~3/min,抽采率为79%。     

煤层顶板砂岩裂隙水涌水量预测方法研究

华北石炭-二叠系煤田顶板石炭-二叠系砂岩含水层通常以静储量为主,是众多华北矿井的直接充水含水层。多年来,勘查和生产单位一直在探索实用、可靠的顶板涌水量预测方法。以沁水煤田南部某新建矿井为例,探讨了华北石炭-二叠系煤层顶板砂岩裂隙水涌水量预测方法。应用承压-无压稳定流大井法计算的工作面正常涌水量为23.9 m3/h,用富水系数法计算的涌水量为28.2 m3/h,利用定降深非稳定流大井法计算的工作面最大涌水量为85.76 m3/h。研究表明:稳定流大井法适于勘查阶段或资料较小时的涌水量估算,预测精度较低;富水系数法更适于含水层以静储量直接充水的工作面或矿井,预测结果更可靠;非稳定流大井法适于预测顶板涌水过程和最大涌水量。     

W2307综采放顶煤工作面瓦斯抽采应用与分析

高河煤矿为高瓦斯矿井,为保证W2307综采放顶煤工作面安全回采,针对工作面布置和瓦斯赋存情况,提出了本煤层顺层钻孔预抽+高抽巷采空区抽采+水力造穴钻孔+二氧化碳预裂钻孔瓦斯抽采的综合治理方式。抽采措施实施的结果表明,煤的可解吸瓦斯含量实测最大值为4.4667m~3/t,小于回采要求的4.5m~3/t,W2307工作面抽采达标,满足回采要求。