新疆永新煤礦水文地質(zhì)條件分析及礦井涌水量預(yù)測(cè)

礦井涌水一直是煤礦安全的一個(gè)重大隱患,基于新橋煤礦多年生產(chǎn)涌水量資料和礦井水文地質(zhì)資料,對(duì)礦井水文地質(zhì)特征進(jìn)行分析,采用解析法、比擬法對(duì)礦井涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè)。

文章通過(guò)研究上寨煤礦的水文地質(zhì)資料,分析了井田水文地質(zhì)條件及充水因素,分別采用解析法和比擬法預(yù)算了礦井先期開采地段和整個(gè)礦井的涌水量,并分析了兩種計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn),推薦比擬法作為開采防水設(shè)計(jì)的參考.

為了防止煤礦突水災(zāi)害的發(fā)生,通過(guò)對(duì)劉店煤礦地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析,得出井田水文地質(zhì)條件為簡(jiǎn)單—中等。在分析礦區(qū)含水層富水性及灰?guī)r巖溶發(fā)育情況的基礎(chǔ)上,利用地下水動(dòng)力學(xué)法和比擬法預(yù)算礦井正常涌水量。兩種預(yù)測(cè)方法所得結(jié)果基本接近,符合本礦的水文地質(zhì)條件和規(guī)律,為未來(lái)設(shè)計(jì)礦井正常排水能力提供依據(jù)。

近年來(lái),煤礦生產(chǎn)安全一直受到礦井涌水的威脅,對(duì)煤礦的正常生產(chǎn)造成非常大的影響?；诖?需要切實(shí)加強(qiáng)對(duì)煤礦水文地質(zhì)特征的分析,并積極預(yù)測(cè)礦井涌水量,這是不容忽視的,也是非常重要的。主要探討了煤礦的水文地質(zhì)特征,并預(yù)測(cè)了礦井的涌水量,以便顯著提高煤礦開采的安全性和高效性,更好地促進(jìn)煤礦領(lǐng)域的發(fā)展。

礦坑突涌水在煤礦開采過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn),嚴(yán)重制約了煤礦的開發(fā)利用,威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全。如何有效開展礦區(qū)涌水量預(yù)測(cè)成為保證礦區(qū)安全開采所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古昊源煤礦水文地質(zhì)條件研究分析,發(fā)現(xiàn)礦坑充水水源主要為受到大氣降水補(bǔ)給含水層及采空區(qū)積水,采動(dòng)裂隙為主要的導(dǎo)水通道。采用大井法和比擬法對(duì)礦區(qū)涌水量進(jìn)行了預(yù)測(cè)評(píng)價(jià),為礦區(qū)開采方案制定提供科學(xué)依據(jù)。

利用劉家坪子煤礦區(qū)水文地質(zhì)資料,對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析研究,采用地下水動(dòng)力學(xué)法,預(yù)測(cè)主采煤層(c5煤)開采過(guò)程中的礦井涌水量,同時(shí)采用水文地質(zhì)比擬法,利用水文地質(zhì)條件與該礦相似的小發(fā)路煤礦的資料,預(yù)測(cè)該礦井開采過(guò)程中的涌水量,采用地下水動(dòng)力學(xué)和水文地質(zhì)比擬法,分析兩種計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn),選擇比擬法作為開采初步設(shè)計(jì)的參考。

在和順地區(qū)水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上,根據(jù)抽水試驗(yàn)結(jié)果,劃分出三個(gè)主要的含水層組,得出影響煤層3、15煤安全開采的含水層為二疊系k10、k9、k8、k7砂巖和奧陶系k4、k3、k2灰?guī)r;通過(guò)分析水文地質(zhì)條件,發(fā)現(xiàn)礦井充水水源主要為受到大氣降水補(bǔ)給的山西組、上石盒子組和太原組的含水層,以及采空區(qū)積水,采動(dòng)裂隙為主要的導(dǎo)水通道,陷落柱、斷層封閉性較好;得出該區(qū)3、15煤的水文地質(zhì)類型分別為二類一型和三類一型,進(jìn)一步選擇采用大井法預(yù)測(cè)出礦井最大涌水量為134.23m3/h。

基于礦井水文地質(zhì)資料,通過(guò)對(duì)金源里井工礦水文地質(zhì)條件等進(jìn)行分析,詳細(xì)地論述了含水層類型,分析了礦井主要充水因素.同時(shí),采用大井法對(duì)礦井涌水量進(jìn)行了計(jì)算預(yù)測(cè),礦井正常涌水量775m3/h,礦井最大涌水量950m3/h.分析結(jié)果為該煤礦的防治水工作提供了技術(shù)支持.

基于以往的地質(zhì)資料,分析了前常礦水文地質(zhì)特征,利用\"比擬法\"和\"解析法\"對(duì)礦井涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。研究結(jié)果表明,研究區(qū)主要充水含水層富水性弱至中等,地下水補(bǔ)給條件相對(duì)較差,但巖溶裂隙含水層水性較強(qiáng),且斷裂帶等導(dǎo)水通道存在一定的安全隱患;研究區(qū)深部開采礦井正常涌水量為520m~3/h,最大涌水量為662m~3/h。

本文在分析了大毛溝金礦含水層類型、地下水補(bǔ)給徑流排泄和水質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,認(rèn)為礦床主要充水水源為大氣降水和構(gòu)造裂隙水,并分別采用頻率分析法和比擬法對(duì)涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè),為礦床開采設(shè)計(jì)、制定疏干措施提供了重要依據(jù)。

代池壩煤礦進(jìn)入深部開采,通過(guò)對(duì)礦區(qū)深部水文地質(zhì)條件研究與礦井充水因素分析,認(rèn)為礦床充水含水層為富水性弱~中等的砂巖裂隙含水層,各含水層間水力聯(lián)系差,深部開采面臨含水層地下水水壓變大,具有一定的危險(xiǎn)性。礦井主要充水水源為大氣降水、含水層砂巖裂隙水、地表水和采空區(qū)積水。礦區(qū)主要充水通道是煤層開采后形成的導(dǎo)水裂縫帶和礦區(qū)范圍內(nèi)11個(gè)報(bào)廢鉆孔。采用了比擬法的計(jì)算:深部標(biāo)高+320~+50m范圍內(nèi)正常涌水量為234m~3/h,最大涌水量為509m~3/h。

筆者在對(duì)該鐵礦區(qū)水文地質(zhì)條件綜合分析的基礎(chǔ)上,探討了該礦礦床充水因素、礦井涌水量的預(yù)測(cè),為礦井開采方案、排水設(shè)備和制定防治水措施的提供重要依據(jù)。今后類似礦井涌水量的預(yù)測(cè),具有一定借鑒的意義。

盤龍鉛鋅礦位于廣西壯族自治區(qū)武宣縣城以南桐嶺鎮(zhèn)的盤龍村～灣龍村一帶。礦體賦存于下泥盆系上倫組白云巖中,頂?shù)装鍑鷰r均為白云巖,礦體延伸展布受白云巖及層間擠壓破碎帶的控制,礦床水文地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜。通過(guò)資料收集與水文地質(zhì)調(diào)查,綜合分析盤龍鉛鋅礦地質(zhì)、水文地質(zhì)條件。采用幾種不同的方法對(duì)本礦的涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果得出:大嶺礦段礦坑總涌水量枯水期為950t/h、豐水期為1200t/h。

在對(duì)隧道兩側(cè)進(jìn)行水文地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,結(jié)合調(diào)查區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景,查明該區(qū)水文地質(zhì)條件。分析不同地層巖性的含水性和富水性,評(píng)價(jià)地下水的補(bǔ)給、徑流和賦存特征,預(yù)測(cè)隧道開挖時(shí)可能發(fā)生涌突水的位置。采用狹長(zhǎng)水平廊道法、大氣降水入滲系數(shù)法、比擬法和大氣降水入滲法對(duì)隧道涌水量進(jìn)行預(yù)算,為隧道施工開挖預(yù)防涌突水災(zāi)害提供依據(jù)。

平遠(yuǎn)縣某礦床是為20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)和勘查,在20世紀(jì)80年代提交的一個(gè)小型多金屬礦床。近年來(lái)利用中央地勘基金和商業(yè)資金對(duì)礦床進(jìn)行深部勘查,取得了很好的成果,該礦床從原小型礦床成為中型礦床。對(duì)該區(qū)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行研究分析是重點(diǎn)工作,本文通過(guò)對(duì)礦床水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析評(píng)價(jià),并通過(guò)\"水文地質(zhì)條件比擬法\"\"q-s曲線法\"和\"大井法\"對(duì)礦床未來(lái)開采最大礦坑涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè),為礦床未來(lái)開發(fā)利用提供地質(zhì)依據(jù)。

宋家溝鉬礦位于我國(guó)最重要的鉬礦產(chǎn)區(qū)-黃龍鋪地區(qū),通過(guò)對(duì)宋家溝鉬礦水文地質(zhì)條件及充水因素分析,發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)具有承壓性質(zhì)的基巖,基巖裂隙-溶隙含水層為礦區(qū)主要含水層,富水性中等,為礦床充水的主要影響因素.通過(guò)在區(qū)內(nèi)開展抽水試驗(yàn)求取水文地質(zhì)參數(shù),采用解析法和水文地質(zhì)比擬法對(duì)淺部潛水和深部承壓涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè),結(jié)果可知:區(qū)內(nèi)潛水含水層受大氣降水影響較大,計(jì)算可知單位長(zhǎng)度礦坑最大涌水量預(yù)測(cè)為0.347m3/d;而承壓水的水量相對(duì)比較穩(wěn)定,受大氣降水影響較小,礦坑疏干排水量可視為礦坑正常及最大疏干排水量,為0.155m3/d.研究結(jié)果為礦山未來(lái)生產(chǎn)及礦井充水防治提供了基礎(chǔ)依據(jù).

大保當(dāng)煤礦位于陜北侏羅系煤田東部,井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,煤炭資源豐富。從鄂爾多斯盆地東部地下水類型、含水巖組等區(qū)域水文地質(zhì)條件入手,對(duì)陜北侏羅紀(jì)煤田大保當(dāng)井田水文地質(zhì)條件進(jìn)行探討。此基礎(chǔ)上,從煤層上覆基巖所處的古地形、煤層頂板上覆基巖厚度、煤層頂板上覆基巖的巖性及地層組合關(guān)系對(duì)巷道充水強(qiáng)度進(jìn)行了分析,為今后的煤礦生產(chǎn)提供技術(shù)資料。

為了準(zhǔn)確預(yù)計(jì)招賢煤礦礦井涌水量,正確地指導(dǎo)煤礦安全生產(chǎn),在分析礦井水文地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,運(yùn)用\"大井法\"、集水廊道法與比擬法對(duì)該礦井涌水量進(jìn)行了計(jì)算,對(duì)該礦井工作面頂板的涌水量進(jìn)行了預(yù)測(cè),計(jì)算出靜儲(chǔ)量,給出了離層積水均勻下泄時(shí)的涌水量計(jì)算方法和公式,通過(guò)比擬法確定了災(zāi)變涌水量。研究結(jié)果表明:工作面采前疏放水工程對(duì)頂板含水層有效疏放和不考慮離層積水條件下,1307工作面正常涌水量為110.33m~3/h,最大涌水量為584.12m~3/h；考慮離層積水均勻下泄的涌水量為249m~3/h；考慮離層積水的災(zāi)變涌水量為1100m~3/h,該研究結(jié)果為煤礦防治水提高預(yù)測(cè)的可靠性與準(zhǔn)確性。

對(duì)水文地質(zhì)條件的評(píng)價(jià)是礦井水害防治的重要工作。根據(jù)瑞龍煤業(yè)實(shí)際地質(zhì)條件,利用《煤礦防治水規(guī)定》關(guān)于礦井水文地質(zhì)類型的分類依據(jù),對(duì)礦井水文地質(zhì)條件進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果為中等類型；然后根據(jù)大井法和積水廊道法對(duì)礦井涌水量進(jìn)行計(jì)算,預(yù)測(cè)礦井涌水量約為44.74~48.49m~3/h。

通過(guò)對(duì)廣南腳得礦區(qū)水文地質(zhì)條件的研究,分析礦床充水因素主要為大氣降水,礦體賦存于巖溶含水層。進(jìn)行了井下礦坑雨季正常涌水量預(yù)測(cè)和最大涌水量預(yù)測(cè),得出礦區(qū)雨季礦坑正常涌水量為小型,雨季日最大涌水量大,為礦區(qū)礦坑排水設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

通過(guò)對(duì)廣南腳得礦區(qū)水文地質(zhì)條件的研究,分析礦床充水因素主要為大氣降水,礦體賦存于巖溶含水層。進(jìn)行了井下礦坑雨季正常涌水量預(yù)測(cè)和最大涌水量預(yù)測(cè),得出礦區(qū)雨季礦坑正常涌水量為小型,雨季日最大涌水量大,為礦區(qū)礦坑排水設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

通過(guò)系統(tǒng)分析田家河釩礦的水文地質(zhì)條件和主要充水因素,認(rèn)為大氣降水、底板震旦系燈影組白云巖巖溶裂隙含水層和頂板寒武系中統(tǒng)岳家坪組白云巖巖溶裂隙含水層是未來(lái)影響礦坑充水的主要因素,各充水含水層富水性強(qiáng),補(bǔ)給條件好,水文地質(zhì)條件復(fù)雜,頂?shù)装甯羲畬雍穸缺∏也贿B續(xù),未來(lái)在礦山開采影響下將失去隔水作用,地下水向礦坑直接充水。結(jié)合開發(fā)利用設(shè)計(jì),建立了各充水因素的涌水量預(yù)測(cè)模型,預(yù)測(cè)了礦坑正常和最大涌水量分別為40199.76m~3/d和100395.69m~3/d。針對(duì)充水因素,提出應(yīng)以堵為主,堵疏結(jié)合綜合防治的建議,為礦山開發(fā)利用設(shè)計(jì)提供依據(jù)。