代池坝煤矿深部水文地质条件研究及涌水量预测

代池坝煤矿进入深部开采,通过对矿区深部水文地质条件研究与矿井充水因素分析,认为矿床充水含水层为富水性弱^中等的砂岩裂隙含水层,各含水层间水力联系差,深部开采面临含水层地下水水压变大,具有一定的危险性。矿井主要充水水源为大气降水、含水层砂岩裂隙水、地表水和采空区积水。矿区主要充水通道是煤层开采后形成的导水裂缝带和矿区范围内11个报废钻孔。采用了比拟法的计算:深部标高+320中等的砂岩裂隙含水层,各含水层间水力联系差,深部开采面临含水层地下水水压变大,具有一定的危险性。矿井主要充水水源为大气降水、含水层砂岩裂隙水、地表水和采空区积水。矿区主要充水通道是煤层开采后形成的导水裂缝带和矿区范围内11个报废钻孔。采用了比拟法的计算:深部标高+320⁺50m范围内正常涌水量为234m+50m范围内正常涌水量为234m³/h,最大涌水量为509m3/h,最大涌水量为509m³/h。     

黄陵二号煤矿充水因素分析

通过对黄陵二号煤矿充水因素的分析,结合矿井实际涌水量,认为矿井在开采延安组2号煤层时,延安组中部含水层为矿井的直接充水含水层,直罗组下段含水层为矿井主要的间接充水含水层;上部的洛河组砂岩水是矿井井筒充水的主要水源,也是矿井充水的间接充水含水层;矿井的主要充水通道为开采沉陷裂隙,充水方式为顶板进水。最后指出,该矿井开采2号煤层的最大隐患是直罗组下段砂岩顶板突水和井筒洛河组砂岩涌水。     

内蒙红格尔矿区开采水文地质条件分析和矿井涌水量计算的认识

内蒙古额合宝力格煤田红格尔矿区煤系地层为白垩系下统巴彦花组中部含煤岩段(K1b2),主要开采煤层1煤,150～550 m水平共获得资源量21 981万吨,对矿区主采煤层直接充水含水层为中部煤层、砂岩(K1b2)裂隙承压水,顶板间接充水含水层为顶部砂泥岩段(K1b3)孔隙承压水,底板间接充水含水层为底部砂砾岩(K1b1),用大井法计算的先期开采地段矿井涌水量为3 135.81 m3/h,利用设计部门提供的采掘工作面计算涌水量827.03～930.06 m3/h,两种计算结果相差大,据此提出几点建议和观点     

宁夏石炭井矿区矿井涌水量与充水因素关系研究

石炭井矿区位于宁夏回族自治区贺兰山北段,矿区内矿井的主要充水水源为大气降水、地表间歇性水流、沟谷砂砾石冲洪积层潜水、含水层承压水、采空区积水、断层破碎带充水、封闭不良钻孔、基岩露头和露头剥离带。通过对石炭井矿区的矿井用水量与各冲水因素关系进行分析,并估算了矿井涌水量,研究认为:含水层承压水和采空区积水为矿井主要充水水源。结合历年矿井实测涌水量,并采用2006-2013年的矿井涌水量实际资料作为划分依据,预计矿井三水平全面投产后的正常涌水量175 m~3/h,最大涌水量为181 m~3/h。大气降水、矿井涌水量与大气降水、采深等有明显相关关系,矿井涌水量与大气降水呈现正相关关系,而矿井涌水量与采深则呈现正相关关系。     

呼吉尔特矿区深埋煤层顶板“七里镇砂岩”富水特征研究

为了查清呼吉尔特矿区深埋煤层顶板"七里镇砂岩"直接充水含水层富水特征,在确定地质结构特征和关键含水层空间展布的基础上,研究了不同尺度(工作面、单个矿井、煤矿群)下涌水演化和水位变化规律。结果表明:研究区顶板疏放水钻孔涌水量具"两侧小、中间大"的特点,顶板疏放水钻孔涌水量与"七里镇砂岩"厚度对应性较好,显示"七里镇砂岩"含水层是该地区煤层顶板最主要的直接充水含水层。对煤层顶板直接充水含水层进行大型煤矿群(近4 000万t产能)超大型疏放水,矿区涌水量随着井下采掘活动强度的增加而持续增加,2018年已达到7 029.75 m~3/h,且未出现稳定或衰减现象,表明"七里镇砂岩"动态补给较好;这个过程中"七里镇砂岩"含水层水位下降明显,白垩系水位则基本不变,表明浅部含水层与深部含水层之间水力联系较差,"七里镇砂岩"以侧向补给为主。综上,呼吉尔特矿区煤层顶板"七里镇砂岩"具有水量大、水压高、富水性不均一、补给好的特点。     

矿区深部含水层水-岩作用的同位素与水化学示踪分析

为了有效揭示华北隐伏型煤矿区煤炭开采进程中深部含水层水-岩作用机制,本文以淮北煤田宿县-临涣矿区为研究示范,收集与采集1985～2011年期间矿区松散层第四含水层、煤系砂岩裂隙含水层、石炭系太原组岩溶含水层与奥陶系岩溶含水层深部地下水样166个,分析与测试87Sr/86Sr、34S、13C同位素以及Na++K+、Ca2+、Mg2+、HCO-3、Cl-、SO2-4、CO2-3等常规组分,并开展基于同位素与水化学的水-岩作用示踪与分析。研究成果表明:在矿区主要充水含水层中,煤系砂岩裂隙含水层脱硫酸与阳离子交替吸附作用最为显著,而松散层第四含水层、石炭系太原组岩溶含水层与奥陶系岩溶含水层黄铁矿氧化或地下水硬化最为显著;受煤炭开采影响,煤系砂岩裂隙含水层、奥陶系岩溶含水层主要水-岩作用逐渐减弱,松散层第四含水层、石炭系太原组岩溶含水层主要水-岩作用或增强、或减弱,增强或减弱的程度取决于井田基岩面标高、主要断层的展布形态与隔水性能以及煤层开采扰动范围等。     

河南新密煤田二1煤层充水特征分析

新密煤田在开采二1煤层时,矿井涌水量从每小时数立方米到上千立方米,差别极大,个别矿井因水量太大多年达不到设计开采能力。在研究矿区水文地质条件的基础上,分析了煤层的充水特征,认为煤层的顶板直接充水含水层是二叠系下统下石盒子组底部的砂岩裂隙水,底板直接充水含水层是石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层,奥陶系岩溶裂隙含水层是煤层底板间接充水含水层;通常情况下顶板水不会对采煤构成威胁,灾害性突水主要来源于煤层底板;石炭系灰岩含水层与奥陶系灰岩含水层水力联系较密切,通常矿井大的涌水都有奥陶系灰岩水参与;大隗断层使得区内寒武系中上统灰岩直接与二叠系石千峰组砂、页岩接触,隔断了南北两侧的水力联系,并将矿区分割为两个水文地质亚区;矿井在开采深度在+50m标高以上时,充水水源主要来源于煤层顶板,底板无水,在开采深度在+50m以下时,矿井涌水量相对较大,随着开采深度的增加,矿井涌水量有逐渐减小的趋势。该研究对确定矿井充水因素,进行突水预防具有指导和借鉴意义     

淮北孙疃煤矿水文地质特征及涌水分析

孙疃煤矿水文地质条件复杂,水害问题直接影响着煤炭资源的安全高效开采。基于水文地质背景资料,探讨了煤矿充水条件,并对煤矿涌水量的控制因素进行了系统分析。结果认为,属于新生界的松散层孔隙含水层、位于煤层之间的砂岩内裂隙含水层以及石灰岩岩溶-裂隙含水层是矿区的主要含水层。新生界的第四含水层,煤层顶底板砂岩裂隙含水层,灰岩岩溶-裂隙含水层以及老坑水是矿区充水的主要来源。地下水主要沿断层及构造裂隙、岩溶陷落柱、采动冒落带裂隙、底板受其承压水的影响而产生的破坏带裂隙等通道相矿井运移。煤矿月平均涌水量171.01m3/h,主要受煤层顶底砂岩裂隙富水性、断裂及构造裂隙以及采掘面积、煤产量和巷道掘进等开采因素影响,而大气降水、地表水受第四系更新统隔水层阻隔,与矿井涌水量没有关系。     

六盘水矿区马临煤矿延伸开采区段充水因素及涌水量预测研究

根据六盘水矿区马临煤矿地质条件背景以及矿井地质资料的分析,论述了矿井水文地质特征、充水因素,并在此基础上采用比拟法及解析法对研究区矿井涌水量进行了预算。结果显示:开采C8煤层以上煤层以裂隙含水层为主,属于水文地质条件简单的矿床类型;开采C12煤层时,煤层间接底板茅口组灰岩岩溶含水层对矿床充水将占主导地位,水文地质条件转变为复杂的岩溶充水矿床类型,存在较大的突水危险;根据含水层水文地质条件的不同,研究区含煤地层涌水量采用比拟法预算,结果为2402.43 m~3/d;茅口组岩溶含水层采用解析法预算,结果为7570.68m~3/d;研究区最大涌水量为平均涌水量的2.4倍,建议采用23935.45m~3/d作为今后矿井选择排水设备的依据。     

万福矿井充水水源分析及矿井涌水量预计

通过对井田水文地质特征及矿井充水因素的分析,认为矿井的主要充水水源为3煤层顶底板砂岩裂隙含水层及三灰岩溶裂隙含水层。采用“大井法”对矿井涌水量进行了预算,确定矿井的正常涌水量为279 m3/h,预算结果为矿井的设计提供了科学依据。     

山东济宁三号煤矿上组煤水文地质条件分析

济宁三号煤矿目前开采的煤层为上组煤的3煤(3上、3下煤),自投产以来,发生多次涌水,如13下01综放面侏罗系底部含水层最大涌水量达533.84m3/h,63下01综放3煤顶板砂岩最大涌水量527m3/h,曾一度出现工作面局部被淹而导致停产,对矿井的安全高效生产构成了极大的威胁。在综合分析研究上组煤顶板各含水层的水文地质特征和充水条件的基础上,认为上组煤(3上、3下煤)开采时的直接充水水源为3煤顶板砂岩含水层;间接充水水源是侏罗系含水层水以及局部地区对侏罗系含水层起补给作用的第四系含水层;部分地区侏罗系含水层被采动裂隙导通而成为直接充水水源,大部分地段第四系底部均为粘土,有效的阻隔了第四系与下伏侏罗系含水层的水力联系,对下伏含水层补给微弱;充水通道主要有断层、采动裂隙、封闭不良钻孔和破坏的井筒。为指导下一步煤矿生产预防水害事故提供了依据。     

万福井田水文地质特征及矿井涌水量预测

在分析井田水文地质特征的基础上,对矿井的充水因素进行了论述,认为山西组砂岩、太原组第三层灰岩属煤层开采的直接充水含水层,对煤层开采有直接影响。采用了地下水动力学中的"大井法"对矿井的涌水量进行了预测,得到正常涌水量为286 m3/h,最大涌水量为405 m3/h的结果,为万福井田及其它煤矿的安全生产提供了重要的依据和借鉴的价值。     

宁正矿区洛河组含水层水文地质特征及防治对策

洛河组含水层是宁正矿区最主要的直接充水含水层。为了给矿井安全高效绿色开采提供科学依据,从洛河组含水层的岩性、富水性、水化学、裂隙、补给径流排泄特征以及与煤层的关系等方面,分析了含水层特征,研究了对矿区生产的影响,并提出了防治对策。结果表明,洛河组含水层地层松散,结构破碎,胶结程度差,孔隙发育,富水性强,矿化度高,与煤层距离近,是影响煤层开采的主要充水含水层。因此,需要重点查明洛河组含水层富水性规律、导水裂隙带发育高度及规律等,开展矿井水涌水机理、砂岩注浆试验、矿井水资源化处理及利用等技术的研究,为矿井防治水提供科学依据。     

近距离煤层开采水害防治技术研究

东滩煤矿三采区计划开采2、3煤层,该区具有断层裂隙发育、向斜轴部易积水、2煤层与3煤层间距较小等特点,充水条件相对复杂,回采工作面受水害威胁较严重。为确保矿井安全生产,在分析矿井三采区地质及水文地质条件的基础上,对含水层富水性进行了分析,认为2、3煤层顶板砂岩含水层和3煤层底板砂岩含水层均为极弱至中等富水性含水层;根据已有资料对2、3煤层底板等高线进行了分析,对煤层开采后采空区积水进行了预测;得出了三采区开采2、3煤层充水含水层为2、3煤层顶部砂岩及3煤层底板砂岩,涌水形式以工作面顶板来水为主,采后采动裂隙是回采工作面充水的主要通道,在此基础上,进行了工作面涌水量预计,并制定了工作面开采综合防治水措施。     

济宁市王楼煤矿侏罗系含水层水文地质条件分析

王楼煤矿目前正在开采3上煤层,主要水害为顶板水和采空区积水。顶板水主要水源为3煤顶部砂岩水及侏罗系砂砾岩水,其中侏罗系砂砾岩水是矿井防治水工作的主要对象。区内局部地段侏罗系砂砾岩含水层直接覆盖在煤层露头之上,成为3煤层开采的直接充水含水层。运用历年来的抽水试验成果及水位动态变化资料,对侏罗系含水层的水文地质特征进行了分析,并对断裂构造对含水层及矿井充水的影响进行了评价。结果表明:侏罗系下部砂砾岩段大部地区富水性弱-中等,是开采浅部煤层时矿井的主要补给水源之一;上侏罗统砂砾岩裂隙含水层与山西组3上煤层顶底板砂岩水存在较好的水力联系;在区内该含水层除二段上部富水性较弱外,其余的层段富水性均较强,主要接受上部岩浆岩含水层的补给;煤层开采造成的冒落裂隙带在局部地段影响到侏罗系含水层,从而使侏罗系含水层成为煤层开采的直接充水水源。     

宝鼎矿区深部水文地质条件研究及涌水量计算

宝鼎矿区浅部资源行将枯竭,深部开采已迫在眉睫,而预测深部涌水量成为其首要解决的问题。通过对矿区深部水文地质条件研究与矿井充水因素的分析,认为矿区各含水间水力联系差,同一含水层组的不同地段间的含水裂隙的连通性亦差;断层多为高角度压性逆断层,导水性差,富水性弱;矿区上部水平及下部水平的浅埋区的充水水源主要为大气降水和老窑水,而下部水平主要的充水水源为上覆水平的采空区积水和地下水。运用比拟法和地下水动力学对延深的第一接替水平四个区段的较大涌水量和一般涌水量进行了计算,经过比较,采用了比拟法的计算结果：矿井的一般涌水量为2860.88m3/d,据此提出了切实可行防治水措施,从而为矿井深部建设提供了水文地质依据。     

中黄页铁矿水文地质特征及涌水量预测研究

中黄页铁矿位于河南省卢氏县黄叶村,为水文地质条件中等的岩溶充水矿床。本文通过分析矿区水文地质条件、矿床充水水源和途径,对矿区水文地质参数进行了分析计算,分别采用补给量法和"大井法"开采过程中的涌水量进行了计算预测,结果显示:中黄页铁矿含水层属于岩溶裂隙水含水层,充水含水层富水性较差,渗透性较弱。矿区断裂构造发育,多充填,富水性较弱。根据补给量法预测矿坑平均涌水量为729 m~3/d,大井法预测矿坑最大涌水量为2 508 m~3/d。研究结果将为未来矿山开发设计中防水方案的制订提供了理论依据。     

青龙寺井田水文地质特征分析

青龙寺井田位于陕北侏罗纪煤田神府矿区新民开采区中部,地质构造简单,主要可采煤层为延安组3^-1和5^-2煤层。井田主要含水层为第四系冲积层孔隙潜水、侏罗系延安组裂隙承压水和烧变岩空洞裂隙潜水。含水层主要接受大气降雨的入渗补给,补给量较小,因而富水性较弱。分析认为：未来矿井开采时的主要充水通道为煤层采空区顶板冒落形成的导水裂隙带,充水强度与大气降雨关系密切,在暴雨或持续降雨、渗透条件较好时,充水量大,其余时段和层段的充水量较小;开采5^-2煤层时对顶板砂岩水应以疏放为主。     

矿井继生充水含水层的涌水特征及其水害防治措施

通过对彬长矿区综采放顶煤工作面煤层赋存条件、裂隙带影响高度与开采工艺的研究,结合生产实践经验,提出了矿井继生充水含水层及离层、裂隙储水空间概念,分析了此类矿井的防治水方法。经综合试验证实了矿井继生充水含水层的存在,实现了井下导排水。研究结果显示:洛河组砂砾岩含水层为主要充水水源,涌水量的大小与开采方式有着密切关系,矿井继生充水含水层是现代采矿工艺下特有的地质现象。      

顶板巨厚砂岩水防治方法研究与应用

随着煤炭资源不断开发,东部区域煤炭资源储量不断减少,煤炭开采逐步向西部区域转移。西部矿区的水文地质条件与东部截然不同,面临的水文地质问题主要为顶板巨厚砂岩含水层涌(突)水威胁;具有矿井涌水量随巷道开拓长度、开采面积增大而增加,多个充水含水层,采动导水裂缝带发育高度较大、导水能力强等水文地质特点。总结了西部典型矿区顶板巨厚砂岩水防治的多年工作经验,提出了防治水工作"三个体系"和防治水"十法",实施效果良好,可为西部矿区进行顶板巨厚砂岩含水层防治技术研究提供参考。