龙固煤矿矿井涌水量预测.pdf

童堪晨科技 20 1 6 年第 4 期龙固煤矿矿井涌水量预测吴树磊彭慧芳 1 ．山东新巨龙能源有限责任公司，山东菏泽2 7 4 9 1 8 ； 2 ．山东省煤田地质局物探测量队，山东泰安2 7 1 0 2 1 摘要通过对龙固煤矿水文地质条件及开采以来涌水量资料进行系统分析，利用水文地质比拟法对未开采区域的涌水量进行预测，为矿井的安全生产提供依据。关键词水文地质矿井涌水量预测水文地质比拟法中图分类号T D7 4 2 文献标识码B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 5 2 8 0 1 ． 2 0 1 6 ． 0 4 ． 0 6 8 Pr e d i c t i on On W a t e r Yi e l d o f Lon gg u Co a l M i ne W u S h u ． 1 e i P e n g Hui ． f a n g 1 ． S h a n Do n g X i n j u l o n g E n e r g y C o ．， L t d ，S h a n d o n g He z e 2 7 4 9 1 8 ； 2 ． G e o p h y s i c a l P r o s p e c t i n g a n d S u r v e y ing T e a m o f S h a n d o n g C o a l G e o l o g y B u r e a u ，S h and o n g T a i ’ an 2 7 1 0 2 1 Ab s t r a c t Th r o u g h t h e s y s t e ma t i c a n a l y s i s o f t h e h y d r O g e O l O g i c a 1 c o n d i t i o n s a n d t h e wa t e r i n flo w d a t a i n L o n g g u c o a l mi n e ， u s i n g h y d r o g e o l o g i c a l a n a l o g y me t h o d t o p r e d i c t t h e wa t e r y i e l d o f u n e x p l o r e d a r e a s ， p r o v i d e t h e b a s i s f o r t h e s a f e p r o d u c t i o n o f t h e mi n e ． Ke y wo r d s h y d r o g e o l o g i c a l wa t e r y i e l d o f mi n e p r e d i c t h y d r o g e o l o g i c a l a n a l o g y me t h o d 龙固煤矿位于巨野县城西南约 2 0 k m，西距菏泽市约 4 0 k m。龙固井田位于巨野煤田中南部，面积 1 4 2 ． 2 8 9 4 k m ，生产规模 6 0 0万 t ／ a 。分析矿井水文地质条件，预测矿井涌水量，对于矿井的安全生产具有十分重要的意义。 l 矿井地质概况龙固矿井为全隐蔽的华北型石炭、二叠系煤田，煤系以中、下奥陶统为基底，沉积了石炭系中统本溪组、石炭一二叠系太原组，二叠系下统山西组和下石盒子组及上统上石盒子组，上覆地层为新近系、第四系。主要含煤地层为太原组和山西组。龙固矿井位于巨野煤田中部，东界为田桥断层，南部以刘庄及邢庄断层为界，北界以陈庙断层及第 1 勘探线为界，西界至煤层露头。区内地层大致呈走向南北、倾向东的单斜构造，发育有次一级宽缓褶曲并伴有一定数量的断层，局部地段煤系地层中有岩浆侵入，构造复杂程度中等。 2 矿井水文地质条件收稿日期 2 0 1 6 0 1 1 3 作者简介吴树磊 1 9 8 6 ．，男，山东沾化人，助理工程师，本科学历，毕业于山东科技大学水文与水资源工程专业，现从事矿井水害防治相关工作。 l 65 2 ． 1 含水层矿井内含水层自上至下主要有新生界砂砾层孔隙含水层、二叠系上、下石盒子组砂岩、山西组 3煤层顶底板砂岩裂隙含水层、石炭．二叠系太原组三灰、十下灰及奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。 2 ． 2 隔水层矿井内主要隔水层有第四系、新近系粘土类隔水层；上二叠统泥岩、粉砂岩、铝土岩等隔水层；下二叠统杂色泥岩、粉砂岩隔水层，太原组泥岩、粉砂岩类隔水层；本溪组铁铝质泥岩隔水层。 2 - 3 矿井充水条件 1 充水水源3 煤层顶底板砂岩和三灰是开采上组煤 3 、3 、3 下煤层为主的直接充水含水层；十下灰及奥灰为开采下组煤 1 6 、1 7 煤为主的直接充水含水层。 2 充水通遭断层、封闭不良钻孔、采动裂隙。 3 矿井涌水量预测 3 ． 1 矿井实际涌水情况矿井涌水主要来源于 3煤顶底板砂岩水和底板三灰水。图 1 为 2 0 0 7年 1 月～ 2 0 1 5 年 7月矿井涌水量变化图。从图中可以看出矿井开采的初期，矿井涌水量随着巷道掘进长度及开采面积的增加，处 1 6 6 山堪系舛技 2 0 16 年第 4 期于不断增加的过程。但经过几年的疏放，这种增加的趋势在逐渐减缓，趋向于稳定。 3 ． 2 方法选择本文采用水文地质比拟法进行涌水量预算。水文地质比拟法是利用地质、水文地质条件相似、开采方法相同的生产矿井的水文地质资料，来对新矿井或未开采区域的涌水量进行预测 ⋯ 。水文地质比拟法是一种近似的预测方法，它的优点是计算过程简单，经济适用，比拟得当，效果较好 [2 - 3 1 0 ，、 I ， LJ I 1 ．一r J L - ． I ～ _ _ ■ ■ ’ ■ ● 『一．I矿井凛水萤图 1 矿井涌水量变化图 3 _ 3 3 砂涌水量预算 3 ． 3 ． 1 公式选择采用本矿井已开采区域作为比拟对象，式如下深 S o 9 1 4 ． 9 7 m，矿井 3砂涌水量采用近一年平均值 Q o 3 9 3 m ／ h 。根据矿井规划下一步矿井主要开拓开采区域为一、三采区和部分二采区。3煤开采标高为一 6 6 0 ～一 9 5 0 m，水位降深 S 9 8 4 ． 9 7 m。平面形状为不规则的多边形，面积约 F 1 2 3 8 9 0 0 0 m 。将上述数据代人公式 1 得矿井 3砂正常涌水量为 Q 5 8 3 m ／ h 。 3 ． 4 三灰涌水量预算未来开采条件与目前基本一致，根据日前疏放水条件下的水压观测资料分析，已经形成了以疏水孔分布区为中心的降落漏斗区。疏水孔分布区及其周边区域三灰水压普遍降到安全水头以下。因此，通过目前的疏水方案，三灰含水层基本 } 不会产生突水的危险， 2 0 1 5 年矿井灰疏放量稳定在5 6 4 m ／ h 。全矿井总正常涌水量为 3 砂与灰正常涌水量之和，即 Q E 常 5 8 3 5 6 4 1 1 4 7 m ／ h ，按 2 0 0 7 - 2 0 1 4 年矿井总涌水量不均匀系数 1 ． 2 3 计算未来矿井最大涌水量为 Q最大 1 4 1 l m ／ h 。计算公 4 结论 Q √ ㈩式中 Q 一 3 砂正常涌水量，1 “1 1 ／ h ； Q 。一 3 砂实测正常涌水量，m ／ h ；一目前开采面积，m。；预计开采面积，m ； s 一目前水位降深，m；预计水位降深，m。 3 ． 3 ． 2 参数选择目前井巷面积为 F o 6 0 5 7 2 0 0 m ，3 砂原始水位标高 Ho 3 4 ． 9 7 m，最低开采标高为一 8 8 0 m，水位降在充分总结矿井水文地质条件及开采以来涌水量资料的基础一卜．，选取近几年的矿井实j 贝 4 涌水量作为比拟对象，采用水文地质比拟法对龙固煤矿矿井涌水量进行预测。经计算，矿井正常涌水量为 1 1 4 7 m ／ h ，最大涌水量为 1 4 1 l m ／ h 。未来 5 年开采条件与目前基本一致，结果符合矿井实际。【参考文献】 [ 1 ] 陈兆炎，苏文智，郑世书等．煤田水文地质学 [ M】北京煤炭工业出版社， 1 9 8 9 1 7 4 1 7 5 ． [ 2] 赵勇军，汪佩．城郊煤矿矿井涌水量预测研究山西焦煤科技。 2 0 1 1 9 2 8 3 0 ． [ 3] 刘娟，杨国勇，孟茜．新驿煤矿矿井涌水量预测 l J l 山东煤炭科技． 2 0 0 8 1 7 4 7 6 ．上接第 1 5 8页方法，克服了风流的影响，显著的提高测量精度。 2悬挂带有铅垂吊坠棱镜测量方法与悬挂棱镜圆棱镜下方增加垂球测量方法法相比较在悬挂棱镜下方增加垂球，是在圆棱镜塑料下方打孑 L 通过线绳将垂球固定来增加垂球质量。此种方法弊端是垂球稳定性不足，旋转度较大，打孔位置不易掌握，棱镜上方仍以线绳打结无法保障中心位置与棱镜位于同一铅垂线上，携带不甚方便。而在悬挂带有铅垂吊坠的测量方法中，悬挂线绳与铅垂吊坠，前两者又与棱镜契合为一体，能够有效地克服上述弊端。 3 悬挂带有铅垂吊坠棱镜测量方法与悬挂全圆棱镜测量方法相比较全圆棱镜虽然在重量上有保证，但在全圆棱镜悬挂好以后，受其形状规格影响照准目标全圆棱镜极易发生旋转，因此在测设倾角时无法确定所测量是否为全圆棱镜中心；全圆棱镜相邻观测面的中心不在同一高度上，前后下转第 1 6 9页