平禹四礦礦井涌水量計算

許江濤

摘要：通過分析礦井水文地質(zhì)情況，進(jìn)而對二1煤層底板灰?guī)r含水層為主要充水水源的水文地質(zhì)條件等進(jìn)行確定，同時分別采用比擬法和大井法兩種方法，計算了-270m、-400m水平的涌水量，預(yù)測了礦井生產(chǎn)中最大涌水量，為礦井水害防治和安全生產(chǎn)提供了參考。

關(guān)鍵詞：煤礦 涌水量 比擬法 大井法

1 礦區(qū)概況

四礦位于禹州煤田虎頭山正斷層南側(cè)，西部邊界位于楊園-三峰山中峰-宋家寨一線；東部邊界位于蘇王口-三峰山東峰-后袁一線；北部邊界位于寨北-蘇溝-劉垌-五二0糧店一線；南部邊界位于山楊-山李-后袁-東大溝一線。建井初期，受各種因素的影響和制約，其開采主要集中在六2、七2煤層，同時將排水系統(tǒng)布置在-20m水平，現(xiàn)在該煤層已經(jīng)停止開采。目前，開采的礦井主要集中在二1煤層，其排水系統(tǒng)主要布置在-270m水平，并且礦井呈現(xiàn)出延深至主下山采區(qū)的趨勢，在這種情況下，其排水系統(tǒng)布置在-400m水平。這次礦井涌水量預(yù)測分-270m和-400m水平分別計算。二1煤層頂板含水層富水性弱，水文地質(zhì)條件簡單，底板含水層富水性中等，水文地質(zhì)勘查類型屬底板進(jìn)水為主的水文地質(zhì)條件中等的巖溶充水礦床。

2 水文地質(zhì)邊界條件

從實際情況來看，整個礦區(qū)的東、西、南都屬于自然邊界，北部屬于虎頭山正斷層，該礦井具備導(dǎo)水性的特點，通常情況下，可以視為一個透水邊界。

3 涌水量預(yù)測

在礦井涌水量測量方面，通常情況下，根據(jù)開采時的實際礦井涌水量資料，分別采用比擬法及大井法對二1煤層-270m水平和-400m水平進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)測處理。

3.1 比擬法

3.1.2 參數(shù)選擇。①Q(mào)0取2005年礦井涌水量實測平均值138.10m3/h。②S0采用礦區(qū)周邊平均水位標(biāo)高

-40.00m，降至-270m的疏排降深230.00m。S為預(yù)測時水位降至-270m水平的疏排降深230.00m，水位降至-400m水平的疏排降深360.00m。③F0為2005年巷道系統(tǒng)的控制面積，從采掘平面圖上量取，約960000m2。④F為-270m水平巷道系統(tǒng)的控制面積，從二1煤層底板等高線及資源儲量圖上量取2930000m2，-400m水平巷道系統(tǒng)控制面積由二1煤底板等高線及資源儲量圖計算而得4190000m2。

將參數(shù)代入公式1進(jìn)行計算。-270m水平礦井正常涌水量為182.5m3/h；-400m水平礦井正常涌水量為312.4m3/h。

3.2 大井法

3.2.1 公式選擇。根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)邊界條件，大井法預(yù)測礦井涌水量，選擇公式如下：

頂板：Q=1.366K（2H-M）M/（lgR-lgr0）（2）

底板：Q=2.732KMS/（lgR-lgr0）（3）

Q——預(yù)測礦井涌水量（m3/h）；K——含水層滲透系數(shù)（m/d）；M——含水層厚度（m）；H——頂板含水層的水柱高度（m）；S——至預(yù)測水平的疏排降度（m）；R——大井影響半徑（m）；R0——大井這算半徑（m）。

將上述參數(shù)代入公式2或3進(jìn)行計算。-270m水平：頂板水：3606.1m3/d （100.1m3/h）。底板水：2825.1m3/d

（104.1m3/h）。-400m水平：頂板水：4506.7m3/d （133.4m3/h）。底板水：3521.1m3/d（136.7m3/h）。-270m水平正常礦井涌水量為204.2m3/h，-400m水平正常礦井涌水量為270.1m3/h。上述兩方法計算的礦井正常涌水量有一定差異，可選用比擬法計算的礦井涌水量作為礦井正常涌水量，最大涌水量取正常涌水量的1.7倍即可。礦井-270m水平正常涌水量取182.5m3/h，最大涌水量取310.3m3/h；-400m水平正常涌水量取312.4m3/h，最大涌水量取531.1m3/h；上述正常涌水量和最大涌水量可作為礦井疏排的依據(jù)。

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