梁家煤矿矿井涌水量及预测.pdf

2 0 1 1 年 第5 期 互 谯茬 舛技 1 8 5 粱家煤矿矿井涌水量及预测 展茂征 ， 魏 久传 山东科技大学地质科学与工程学院， 山东 青岛2 6 6 5 1 0 摘要该文简要介绍了 黄县煤田梁家煤矿近年来的矿井涌水量的相关情况并采用比拟法对一 9 6 0 m的矿井涌水量进行了计算和预测。 关键词 矿井涌水量矿井充水特征 矿井涌水量预测 比拟法 中图分类号 T D 7 4 2 ． 1 文献标识 码B An a l y s i s a n d p r e d i c t i o n f o r mi n e wa t e r i n fl o w o f L i a n g j i a C o a l i n Hu a n g x i a n C o a l Mi n e Z h a n Ma oz h e n g， We i J i uc h u a n C o l l e g e o f G e o l o g y S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g， S h a n d o n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o gy，Q i n g d a o S h a n d o n g， 2 6 6 5 1 0 Ab s t r a c t T h e a r t i c l e b ri e f l y i n t r o d u c e d t h e b a s i c i n f o r ma t i o n a b o u t w a t e r i n fl o w o f t h e l i a n g j i a c o a l i n h u a n g x i a n c o a l m i n e i n t h e r e c e n t l y y e a r s ， u s i n g t h e a n a l o g y me t h o d s o n ana l y s i s a n d p r e d i c t i o n f o r wa t e r i n flo w a t-9 6 0m ． Ke y wo r d s wa t e r i nfl o w c h a r a c t e ris t i c o f wa t e r - fil l i n g i n mi n e p r e d i c t i o n f o r wa t e r i nfl O W an a l o gy me t h o d s 1 矿井 涌水量 梁家煤矿 1 9 9 3 2 0 0 9年矿井平均涌水量在 6 4 ． 8 1 0 2 ． 5 m ’ ／ h之间， 目前稳定在 9 2 ． 3 IT I ／ h 左右。矿 井涌水量基本无大的变化 ， 与采空区面积、 大气降水量 等无明显关系， 只有在探放水期间矿井涌水量有一定 的影响， 使矿井涌水量增大。统计表见表 1 。 表 1 梁家煤矿 1 9 9 3 2 0 0 9年矿井涌 水量统计表 年度 1 9 9 3 1 9 9 4 1 9 9 5 l 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 O 2 0 0 l 、 平均 涌水 9 7 ． 0 8 4 ． 5 7 5 ． 3 8 3 ． 3 8 5 ． 9 7 5 ． 6 6 4 ． 8 6 7 ． 5 7 6 ． 7 量 m 3 ／ h 最大涌水 1 3 0 。 5 9 5 ． O 9 1 ． O 8 8 ． 0 8 8 ． 0 8 9 ． 0 7 1 ． 0 8 6 ． 0 9 0 ． 0 量 m 3 ／ h 年度 2 o 0 2 2 0 0 3 2 O 0 4 2 0 o 5 2 o o 6 2 O 0 7 2 0 0 8 2 o 0 9 平均涌水 8 0 ． 5 9 1 ． 0 8 3 ． 0 8 7 ． 4 9 2 ． 4 9 2 ． 7 1 0 2 ． 5 9 2 ． 3 量 m 3 ／ h 最大涌水 8 8 ． O l I 7 ． 0 9 5 ． 5 9 8 ． O l l 6 ． O 9 6 ． O l 1 6 ． 0 1 0 2 ． 0 量 m 3 ／ h 2 矿 井 充水 特征 2 ． 1 矿井充水状况 矿井建设和生产期间， 井巷揭露含水层的涌水量 可大致反映突水情况 表 2 。 表 2 梁家井田出水点情况一览表 开始水量 出水地点 出水时间 出水层位 m ／ h 西翼总回风巷 1 9 8 6 ． 1 O ． 2 4 3 O ． O 泥灰岩 西翼总 回风巷 1 9 8 7 ． 5 ． 9 1 ． O 泥灰岩 东翼总回风巷 1 9 8 6 ． 4 ． 2 1 1 9 ． O 煤 1 油 2 } 收稿 日期 2 0 1 l O 2一l 6 作者简介 展茂征 1 9 8 7 一 ， 男， 山东济南人， 现在山东科技大学 攻读研究生， 地质工程专业。 开始水量 出水地点 出水时间 出水层位 m ／ h 二采皮带 1 9 8 8 ． 1 O ． 2 6 3 ． O 煤 2底板 二采轨道 1 9 8 9 ． 6 ． 5 4 ． O 煤 2底板 东翼 总回风巷 1 9 8 9 ． 8 1 0 1 ． 0 油页岩 东大巷 1 9 9 0 ． 4 ． 9 1 O ． O 煤 1 油 2 二采轨道 F 1 9断层 1 9 9 0 ． 1 0 ． 8 7 ． 0 煤 2顶 一 采专用 回风 1 9 9 0 ． 1 1 ． 1 4 7 ． 0 煤 1顶 一 采专用 回风 1 9 9 0 ． 1 2 ． 1 1 2 ． O 煤 1顶 二采皮带 F 1 9断层 1 9 9 1 ． 1 1 ． 5 3 ． O 泥灰岩互层 原 1 2 0 1上顺 1 9 9 1 ． 5 ． 1 5 5 ． O 煤 2顶 1 2 0 3工作面下顺 1 9 9 2 ． 7 ． 3 1 1 O ． 0 煤 2顶 1 2 0 3工作面上顺 1 9 9 3 ． 7 ． 2 9 4 5 ． 0 泥灰岩 1 2 0 2 工作面面 1 9 9 2 ． 1 2 ． 8 2 2 ． O 煤 2 顶 1 2 0 6工作面 1 9 9 5 ． 6 ． 2 0 3 O ． O 煤 2顶 四采轨道 1 9 9 5 ． 1 O ． 1 3 2 4 0 钻孔水 1 2 0 7工作面 1 9 9 6 ． 9 ． 3 6 ． O 煤 2顶 1 2 0 7工作面 1 9 9 7 ． 1 ． 1 1 3 ． 0 煤 2顶 1 2 0 7工作面 1 9 9 7 ． 1 ． 1 8 l 0 ． 0 煤 2顶 1 2 0 5工作面 1 9 9 8 ． 3 ． 2 3 2 O ． 0 煤 2顶 1 2 0 5工作面 1 9 9 8 ． 1 1 ． 1 6 2 0 ． O 煤 2 顶 1 2 o 9工作面 1 9 9 9 ． 1 ． 1 2 2 0 ． O 煤 2顶 ， 1 2 0 9工作面 1 9 9 9 ． 3 ． 8 3 O ． O 煤 2顶 2 6 1 O工作面 1 9 9 9 ． 1 1 ． 2 3 7 ． 0 煤 2顶 2 6 1 0工作面 2 0 0 o ． 1 1 ． 8 1 2 ． O 煤 2顶 1 1 1 1工作面 2 o o 8 ． 1 ． 9 8 ． O 泥灰岩 l 1 l 1工作面 2 0 O 8 ． 9 ． 2 7 l 5 ． O 泥灰岩 2 4 0 1工作面 2 O 0 4 ． 1 1 ． 5 1 O ． 0 煤 1油 2 2 4 o 7 工作面 2 o 0 8 ． 3 ． 2 4 2 5 ． O 煤 1 油 2 2 ． 2矿井涌水量的构成 矿井涌水量在 9 2 ／ h 左右 ， 主要由井筒和巷道淋 水、 老空区出水、 出水点 出水、 生产用水 四部分构成。 其中井筒淋水 1 ． 0 2 ． O m ／ h 、 煤 2一采区6 m ／ h 主要 是 1 1 1 1 7 - 作面老空水、 西主巷及煤2一采老空积水 、 集中轨道和皮带 1 7 m ／ h 主要是 一 3 1 3 m、 1 2 0 2工作面 老空水、 洒尘、 2 2 1 1 工作面老空水、 下转第 1 8 7页 2 0 1 1 年 第5 期 东 茬 舛技 1 8 7 沙泵仍采用原排水装置， 做好排水准备。同时， 下巷 1 台2 8 0水泵正常排水、 1 台备用。 6 待上巷水位升至堵水墙以里 2～ 3 m处时， 开 启上巷 1台改装后的 2 8 0水泵进行排水 ， 保持水位稳 定后 ， 拆除 回撤 3台排沙泵及其开关、 材料。另 1台 2 8 0水泵备用。 7 下巷 2台2 8 0 水泵逐台拆除， 将排水管直接与 预埋钢管接通， 靠水压将水排出， 此时， 上巷水位高出 下巷水位3 0 m。假如涌水量增大 ， 靠下巷2趟 q b 2 0 0 m m 管不能将涌水完全排出， 这时可利用上巷 1台2 8 0水 泵排水， 稳定水位， 保证上巷堵水墙的正常施工。 8 上巷堵水墙浇筑混凝土 预埋 1 根来水管 、 壁后注浆加固结束 ， 混凝土强度达到要求。 9 关闭来水管闸阀， 拆除上巷水泵、 开关及其材 料 ， 回撤升井。 1 0 上巷预埋来水管注浆、 封死。同时， 下巷预埋 来水管改接 b 2 0 0 m m无缝钢管与南大巷供水管路沟 通 ， 做为矿井供水系统， 停止地面供水。 4实施方 案的技 术 特点及 应 用效果 4 ． 1 方案技术特点 1 在 2 1 0 4采煤工作面突水达 5 0 0 m ／ h状态下， 保证上、 下巷机电设备和巷道不被水淹的强排水方案 和 4回路双向互为备用的供电方案的实施。 2 确保堵水闸墙施工期间2 1 0 4上、 下巷排水系 统安全可靠的分步回撤方案。 3 确保了在突水工作面封堵后涌水压力4 ． 0 MP a 以上情况下， 应用于矿井供水系统方案的实施 ， 解决了 突水工作面的安全隐患。 4 ． 2 方案 的应用效果 2 1 0 4工作面排水设备 回撤配合堵水工程的实施 保证了突水工作面设备、 材料的及时回收； 保证了涌水 量在 4 4 0 m 。 ／ h 情况下， 堵水闸墙的正常施工， 为提前完 成封堵提供了条件 ； 使 突出工作面的涌水压力稳定在 4 ． 0 M P a以下， 同时， 提供全矿井的压力水供应 ， 代替了 地面压力水供应 ， 方案的实施彻底解决了威胁车集煤 矿安全生产的重大水害隐患。 5 结语 车集煤矿 2 1 0 4工作面排水设备回撤配合堵水工 程的成功实施 ， 消除了矿井重大安全隐患， 矿井供水系 统的建立， 每小时提供全矿用水量在 1 5 0 m ／ h 以上， 可 减少矿井涌水量 1 0 0 m ／ h左右 ， 降低排水费用的同时 提高了水资源的利用率 ， 提高经济效益， 实现矿井的绿 色开采 。 上接第 1 8 5页 1 1 0 1 工作面生产用水等 、 煤 2二采 区6 m ／ h 主要是 2 2 1 6老空水等 、 煤4二采区1 6 m ’ ／ h 主要是原煤 4二采区老巷水、 回采工作面、 生产用水 等 、 煤 2四采区2 8 m ／ h 主要是 2 4 0 1 工作面、 2 4 0 5工 作面、 2 4 0 7工作面老空水、 生产用水等 、 煤 2六采区 6 m ／ h 主要是回采工作面老空水 、 煤 4六采区6 m ’ ／ h 主要是巷道淋水、 施工用水等 。 Q- 9 6 0 Q s X 。 S Q 根据上文所述和公式所要求的数值计算 9 2 ． 3-l 9 6 ． 9 m ／h 本次矿井涌水量预计开采 一 9 6 0 m深度时正常涌水 量为 1 9 6 ． 9 m 3 ／ h ， 仍取4 0 0 m 3 ／ h 为矿井最大涌水量。 3 矿井涌水量预测 4 结束语 通过对邻矿近几年实际的涌水量进行调查， 结合 本矿涌水量情况进行分析认为 梁家煤矿矿井涌水量 与大气降水和开采面积基本无关， 含水层 以静储量为 主 ， 补给条件差， 而且因煤层开采后最大冒落裂隙带高 度为采厚的8 9倍 ， 对开采层上覆泥灰岩、 泥岩与泥 灰岩互层影响较小， 泥灰岩之下还有数层泥岩、 粘土岩 及油页岩等隔水层， 而有的含水层的富水性越往深部 越弱。因此， 参照黄县煤田梁家煤矿 精查地质勘探报 告 涌水量的计算方法， 结合矿井实际开采涌水量情 况， 用比拟法预测矿井开采到 一9 6 0 m深度时矿井的涌 水量。 ． 矿井 目前开采水平为 一 4 5 0 m， 目前的正常涌水量 取 2 0 0 9年矿 井平 均 涌水 量 Q 9 2 ． 3 m ／ h ， 预测 一 9 6 0 m 的涌水量。水位降深 ．s 。 为4 5 0 m， 预计水位 S 9 6 0 4 5 0 5 1 0 m。采用比拟法计算公式为 本矿井埋藏深度大于 一 6 5 0 m的可采煤层主要为 煤 2 、 煤 4 ， 分布在井 田的南部， 因此虽然开采深度增 加 ， 但开采煤层不变， 直接充水含水层不增加， 且随着 埋深增大 ， 含水层的富水性变弱， 故其矿井涌水量不会 有较大的变化。 参考文献 [ 1 ] 建筑物、 水体、 铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程 ， 煤矿 工业 出版社 ， 2 0 0 0 ． 6 [ 2 ]张同洲， 李守春， 尹会永 ， 山东省黄县煤田梁家煤矿生产地质报 告 ， 2 0 1 0 ． [ 3 ]魏久传， 煤层底板岩体断裂损伤与底板突水机理研究[ D ] ， [ 博 士学位论文] ， 2 0 0 0 ． [ 4 ]陈兆炎， 苏文智等， 煤田水文地质学， 煤炭工业出版社， 1 9 8 9 ． 5 [ 5 ]矿坑涌水量计算方法， 中国工业出版社， 1 9 6 3 ． 9 [ 6 ]D a v i d K ， T o d d ， G r o u n d w a t e r H y d ro l o g y S e c o n d E d i t i o n ， J o h n Wi - l e y＆ S o n s ． 1 9 6 0．