甘肅核桃?guī)Z煤礦礦井涌水量分析

■鄒天臻

（甘肅煤田地質(zhì)局一三三隊甘肅白銀730913）

甘肅核桃?guī)Z煤礦礦井涌水量分析

■鄒天臻

（甘肅煤田地質(zhì)局一三三隊甘肅白銀730913）

甘肅核桃峪煤礦是我國目前隴東在建的，規(guī)模最大的煤礦礦井。有鑒于此，早在設(shè)計階段就要求相關(guān)的地質(zhì)勘測部門，要針對其井田先期的開采地段，出現(xiàn)的正常涌水量以及最大涌水量的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測。以保障煤礦礦井，人員的安全以及地下水資源。通過分析核桃峪煤礦礦井的水文及當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件后，地質(zhì)勘測部門分別采用了多種測量方法對礦井涌水量做出了合理的預(yù)測，并進(jìn)行了對比。將對涌水量的預(yù)測和對礦井開采的進(jìn)度有機(jī)的結(jié)合了起來，使得測量的結(jié)果更加的切合實(shí)際情況。初步對煤礦礦井的充水條件及因素進(jìn)行了論證，為核桃峪煤礦的建設(shè)與開發(fā)提供了必要的科學(xué)依據(jù)。

礦井涌水 預(yù)測 滲流理論 防治對策

1　引言

對礦井涌水量的計算是礦井開采前期一項重要的地質(zhì)勘測工作，也是礦井水文勘測的根本性任務(wù)之一。而做好礦井的涌水量預(yù)測，對于正確合理的設(shè)計，開發(fā)煤炭資源也是具有非常重要的意義的。甘肅核桃峪煤礦是我國目前隴東在建的，規(guī)模最大的煤礦礦井。對于它的涌水量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，可以實(shí)現(xiàn)礦井自身的開發(fā)得到更好的發(fā)揮，開采過程更加安全以及有利于對地下水資源的保護(hù)等多項作用。同時，也為科學(xué)合理的建設(shè)核桃峪煤礦提供了參考與依據(jù)。

2　核桃峪煤礦的水文地質(zhì)條件

核桃峪煤礦處于我國甘肅省東部，隴東黃土高原的東南部。轄區(qū)內(nèi)多為低山丘陵和帶狀的沖積河谷，地勢起伏，高低不平，落差范圍多在50～250米。年平均降水量為598毫米，常年性河流也較少。煤礦地處緩傾斜的單斜地表上，傾向為西。通過地質(zhì)勘測與分析，礦井地層自內(nèi)向外分為：下三疊統(tǒng)延長群、延安組、直羅組、安定組、白堊系下統(tǒng)志丹群和第四系。

2.1自然降水和地表水滲流對礦井涌水的影響

自然降水以及地表水滲流對礦井的開采是否能造成影響，這重要要取決于礦井煤層在開采之后，其上覆蓋的巖層中形成的縫隙帶是否延伸至了地表。經(jīng)過勘測預(yù)算，煤層在開采過程中產(chǎn)生的縫隙帶延伸不到地表，因此，自然降水及地表水滲流對礦井開采基本構(gòu)成不了威脅與影響。

2.2礦井的地下地質(zhì)及水文特征對礦井涌水的影響

礦井地下地質(zhì)以煤層為界，按其巖石性質(zhì)與組合，可以劃分為：

2.2.1第四系全新統(tǒng)砂礫層，孔隙潛水含水層。這一層是礦井的第一含水層。主要是地表水滲流，由含水層巖性的沖積砂礫，卵石層所組成的。一般厚度在2～8米，主要是依靠自然降水和地表水的滲入，并最終以潛流的形式排出礦井。由于煤層開采后形成的縫隙帶基本達(dá)不到此含水層，所以，其對礦井涌水基本產(chǎn)生不了影響。

2.2.2白堊系洛河組、宜君組孔隙、裂隙承壓含水層。這一層是礦井的第二含水層。在礦井內(nèi)普遍分布。巖性較為疏松，含水性較好。厚度一般在256.86～508.13米，平均厚度為392.06米。此含水層全部位于地下300米處，不直接受自然降水的滲入，最終以潛流方式排出井外。由于此地層可以受到煤層開采的縫隙影響，所以通過預(yù)測，此地層將是礦井內(nèi)涌水的主要水來源之一。

2.2.3中侏羅統(tǒng)延安組中部砂巖，復(fù)合承壓含水層。這一層是礦井的第三含水層。主要是由中粗砂巖構(gòu)成，厚度一般在15～115米，平均厚度為65.13米，是一個復(fù)合含水層，并且與礦井煤層頂板直接接觸。但由于含水性差，所以，向礦井內(nèi)的涌水也非常有限，對礦井開采的影響也不大。

2.3礦井內(nèi)斷層的導(dǎo)水性分析

礦井內(nèi)的斷層多為壓性斷層，其導(dǎo)水性和含水性都不強(qiáng)。通過勘測預(yù)算，隨著開采后頂板壓力的體現(xiàn)，礦井內(nèi)的斷層的導(dǎo)水能力有可能會增強(qiáng)。主要形式將以孔隙、裂隙滲透來加以表現(xiàn)。

3　核桃峪煤礦礦井的涌水量預(yù)測

3.1預(yù)測方法及公式

通過勘測預(yù)算，第一含水層對礦井的開采基本沒有影響，所以預(yù)算主要集中于第二、三含水層。根據(jù)礦井所在的水文地質(zhì)條件，擬定采用大井法、水平廊道法和比擬法來進(jìn)行其涌水量的預(yù)算。計算公式如下:

3.1.1大 井 法Q=1.366K；HM～M2～hw(lgR0～lgr0)R=2SKM；r0=C2π；R0=r0+R；Qmax=Q×λ；λ=KpKpmax

3.1.2水平廊道法Q=KM(H～h)wDRR=2SKM；D=C2；Qmax=Q× λ

3.1.3比擬法～富水系數(shù)法Q=Kp×P；Kp=Q1P1

4　核桃峪煤礦礦井勘測預(yù)算的對比分析

在大井法、水平廊道法的計算過程中，煤層頂板含水層水位的數(shù)值是按照該含水層底板數(shù)值來計算的，降深值采用了最大數(shù)值，以便于計算出最大涌水量。由于地下水的變化是呈動態(tài)性的，所以排水計算值主要是體積與儲存量。在條件不發(fā)生明顯改變的情況下，大井法、水平廊道法測算出的水量可以認(rèn)定為是礦井先期開采時段的最大涌水量。

5　結(jié)論與防治對策

核桃峪煤礦礦井涌水主要來源于在對礦井煤層采掘的過程之中。同時，井下巷道的開掘，運(yùn)輸空間的形成，都會導(dǎo)致地層的改變，產(chǎn)生縫隙帶，破壞含水層結(jié)構(gòu)，使礦井內(nèi)產(chǎn)生涌水。針對煤系地層及覆蓋巖層的特點(diǎn)，我們應(yīng)該采取綜合性防治的措施，來及時有效保障煤礦的安全生產(chǎn)。首先要開展礦區(qū)的水文地質(zhì)勘測預(yù)算，全面徹底的了解礦區(qū)的水文，地質(zhì)情況，掌握其含水層、隔水層的結(jié)構(gòu)，地段分布，范圍等情況。其次，在其生產(chǎn)開采階段，要預(yù)先布置超前探水鉆孔，進(jìn)行預(yù)先性的探放水作業(yè)。除此之外，在有可能受到涌水威脅的地段設(shè)置防水柱，防水閘門和防水墻等安全設(shè)施，既可以可起到隔離的作用，又確保了礦井內(nèi)周邊生產(chǎn)區(qū)的安全。再次，合理的確定和設(shè)置礦井內(nèi)重要基礎(chǔ)設(shè)備的安全區(qū)域，增強(qiáng)礦井涌水的提前預(yù)報機(jī)制，也是非常重要的。

[1]張子祥.甘肅核桃峪煤礦礦井涌水量的計算與分析 [J].中國煤炭地質(zhì),2015,02:32～36+56.

[2]駱祖江,李兆,任虎俊.礦井涌水量預(yù)測數(shù)值模擬研究 [J].煤炭科學(xué)技術(shù),2015,01: 33～36.

[3]牛永強(qiáng),李世峰.核桃峪井田華池～洛河組水文地質(zhì)條件評價 [J].河北工程大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版),2012,01:62～65.

TD742[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～470～1