采煤面涌水量预计中有关参数的选择.pdf

第 1 卷 第 1 期 2 0 0 1年 3月 徐 州 建筑 职 业技 术 学 院 学报 J C J ,t A L X U2 HOUI NS l T R．r l E0 AR oq r I EC1UR A L“ 1 ‰1 Ma r 2 0 01 采煤面涌水量预计中有关参数的选择 吴满才 徐州建筑职业技术学院， 江苏 徐州 2 2 1 0 0 8 摘要本文阐述了在含水层下的采煤工作面， 运用“ 大弗法” 预计涌水量时， 其渗透系数的确定与 工作面上覆岩层厦导水裂缝带两者的渗透性能有关； 其“ 引用半径” 的确定与导水岩层或导水裂缝 带深入含水层处的面积大小有关 关键词采煤工作面； 涌水量预计； 参数； 选择 中图分类号T D 8 2 3 8 3 ；P 6 4 1 2 文献标识码A 文章编号 1 0 0 9 8 9 9 2 2 0 0 1 0 1 0 0 5 1 - 0 3 Se l e c t i o n of Ce r t a i n Pa r a m e t e r s i n t he Es t i ma t i on of W at e r Di s c har ge f r o m t he Co al Fac e Ma n c a i X u z h o u I n s t i t u t e o f A r c t e c t u r a l T e c h n o l o ， Xu z h o u ， J j a r 1 g m 2 2 1 0 0 8 ，c } 1 a A b s t r a c t I n t h i s p a p e r t h e a u t h o r e x p o u n d s t h a t i n the e s t i ma ti o n o f wa d i s c h a r g e b y the“ ma j o r d i a me t er s h a ime t h o d ”o Nthe c o a l ri c e u n d e rwa t e r b e a ti n g b e d ， the d e tor mma t i o n o f p e r me a b l e c o e ff i c i e n t i s r c h t ed t o b 0 t ht h e p e r me g d o n o f thet o p r o c k l a t mn a n d血e p e r me a t i o n o f the wa t er fl o wi n gf r a c t u r e d z o n e o Nt h e c o a l f a c e ． a n d t h e d e tomm t i o n o f“ t h e e q u i v a l e n t s e mi d i a mete r ” i s r e l a t e d t O the wa t er fl o wi n g r o c k s t r a tui ， o r t o the a r e at h a tt I 1 ewa t er fl o wi n gfra c t u r e d z o n e g e t si n tou c h t I 1t h e c o n t a i n i n gwa t er s t r a t u m ． K I 口 r d s c o a l f a c e ；e s t i r r o n o f ％ t e r d is c h a r g e ；p a r a l n eter；s e l e c ti o n 过去人们在预计采煤工作面涌水量时， 仅对含 水层的类型、 水文特征、 岩层 的渗透性能、 工作面的 尺寸等方面研究较多， 无论采用何种涌水量预计方 法都避免不 了误差的出现。一般认为误差 出现的原 因主要是对矿井水文地质条件和矿井充水因素没有 查清， 或是计算参数选择不当所致。 在多年的生产实践和科 学试验过程 中， 我们发 现以往在进行涌水量预计时。 造成误差大 的另外一 个主要原因是缺乏对采煤工作面上覆地 岩 层的结 构分析及煤层开采后引起的覆岩破坏而改变原有渗 透性能的分析。因此运用地 岩 层结构和工作面上 覆岩层破坏规律， 沿用地下水动力学解析法来讨论 收穑日期2 0 0 1 0 2 0 8 作者麓丹吴满才 1 1 一 ， 胃． 高级讲师 和研究水体下采煤工作面的涌水量预计问题． 是涌 水量预计趋向正确的途径。这种认识的基本特点有 两点 一是水体下采煤工作面涌水量不仅取决于含 水层的渗透性， 而且还取决于煤层覆岩 或工作面上 方导水裂缝带渗透性能 ； 二是水体下采煤工作面的 “ 引用半径 不仅与工作 面形状和尺寸有关， 而且与 导水岩层或导水裂隙带深人含水层处的面积的形状 和大小有关。 l 渗透系数的确定 渗透系数与许多因素有关， 这里就如下两种情 况进行讨论 1 1 水体下采煤工作面留设防水煤柱时渗遗系数 的确定 维普资讯 徐 州建 筑 职 业 技 术 学 院 学报 第1 卷 当水体下采煤工作 面留设 防水煤柱时 H H H ， H 1 0～2 5 M， M 为 累 计 采厚， m ， 工作面采煤所形成的导水裂隙带 之上的保护 带处于整体移动带之内， 原有岩层的渗透性不随工 作面开采而发生明显变化． 此时预计工作 面涌水量 有以下两种情况 第一种情况是基岩保护层 内的岩层为隔水性能 良好的岩层。 如泥岩、 页岩、 风化粘土岩等。在无断裂 构造的情况下， 含水层不能构成明显的疏降条件， 不 管含水层 自身的富水强弱， 或是补给条件是否充足， 其保护层均能起到 良好的隔水作用。这时涌水量预 计时可取其渗透系数 K- ． K 一0 K 为基岩保护层 的渗透系数。 I l 1 ／ h 。含水层也不会出现明显的疏降漏 斗， 采煤工作面也不会出现额外的涌水量， 如图 1 所 示 图 1 含水层 一基岩一工作面之 间无水力联系 第二种情况是基岩保护层在 自然状态下． 具有微 弱的渗透性， 但其渗透性能远弱于含水层的渗透性 能， 此时进行涌水量预计时其渗透系数 K 即可用保 护层的渗透系数 K 1 来取代， 即K ≈K ， 如图2 所示。 图 2 舍水层一基岩一工作面之间有水 力联 系 从图 2可以看 出， 保护层的微弱渗透性使采空 区、 导水裂隙带和含水层之间产生一定的水力联系． 回采工作面和采空区会出现额外的涌水量。 若基岩保护层 内由两种或两种 上不同渗透性 能的岩层构成时， 在预计 回采工作面涌水量时． 其基 岩保护层的渗透系数可按下式计算 。 盐 垫 M M 2 b⋯ M 2 式 中 K ． K ， ⋯， K 分别为基岩保护层各岩层 的 渗透系数， m ／ h ； M ， M ， ⋯， M 分别为基岩保护层 各层的厚度， m。 1 ． 2 弱含水层下采煤 工作面 留设防砂煤柱时渗透 系数的选择 回采工作面留设防砂煤柱的实质是含水层 的水 可通过导水裂隙带渗透到工作面和采空区， 导致工 作面涌水量增加。但只要采取有效 的技术措施， 控 制含水层中的泥砂渗入或涌人， 工作 面仍可正 常和 安全地进行生产。留设 防砂煤柱的基本条件为 H H 日Ht a ， 2 式中 H 为防砂煤柱高度， m； H_为工作面冒落带 高度， In ； H 为防砂煤柱保护层高度， H 1 0 ～ 2 5 M ， 1 3 1 。 因此， 在回采工作面留设 防砂煤柱时。 采煤所产 生的导水裂隙带可能或 已经波及到含水层， 从而沟 通或可能沟通工作面和含水层之间的水力联系。这 时含水层 自身 的渗透性能是工 作面充 水的主要条 件， 导水裂隙带的渗透性能决定着工作 面接受含水 层补给的能力。在导水裂 隙带与含水层有水力联系 的情况下。 其含水层的水 向采空区渗透 有 下两种 情况 第一种情况是煤层覆岩为 良好 的隔水层， 导水 裂隙带与含水层相接触的岩层的渗透性强于含水层 的渗透性能时， 导水裂隙带与含水层 的接触面即为 一 个疏水通道。这个疏水通道的过水断面接受含水 层在水力作用下的泄水量。虽然导水裂缝带渗透性 能强， 但含水层渗透性能有 限， 在预计涌水量时， 渗 透系数 K应以含水层的渗透系数K 代替， 即K≈ K ， 如图 3所示。当导水裂缝带与含水层接触的岩 层 石 的渗透性能小于含水层的渗透性能时， 在其 它条件相同的情况下， 在预计涌水量时， 所选用的渗 透系数 K应选用导水裂缝带的渗透系数K 台适， 即 K≈K 。 第二种情况是 当煤层覆岩具有微弱 的渗透性 时， 其计算渗透系数 的选用 与留设防水煤柱时基岩 具有微弱渗透性的情况相 同。 含水层本身的渗透系数可由抽水试验提供． 导 水裂隙带的渗透系数注水试验求得。但是无论是在 含水层进行抽水试验。 或是在导水裂缝带中进行注 水试验， 在布置钻孔时， 应分别考虑含水层和导水裂 缝带渗透性能的不均匀性， 在确定它们的渗 透系数 维普资讯 本文共3页，欲获取全文，请点击链接 的“下载全文”按钮下载全文，您也可以登录维普官网（）搜索更多相关论文。