鄂尔多斯盆地西缘宝塔山含水层水文地质特征

为了避免鄂尔多斯盆地西缘煤矿发生底板砂岩水害,需要掌握区域含煤地层底部宝塔山含水层水文地质特征。通过对详查、勘探、水文地质补充勘探、放水试验等不同阶段对宝塔山含水层开展水文地质探查工作,并对各阶段探查结果进行分析,认为通过水文地质补充勘探和放水试验获取的含水层地质和水文地质条件符合实际情况。研究区宝塔山含水层的平均厚度为65m,单位涌水量和渗透系数平均值分别为0.277 1L/(s·m)和0.572 3m/d,并且富水性和渗透性表现出不均一性,宝塔山含水层水位呈现出逐渐下降的趋势,宝塔山含水层地下水属于高矿化度水。通过公式计算和放水试验分析,宝塔山含水层具有良好的可疏性。研究结果表明:研究区宝塔山含水层厚度大、水位高、富水性和渗透性较强,是威胁下组煤采掘活动的主要水害类型,可以采取疏水降压的措施来避免底板宝塔山含水层水害。

基于放水试验的宝塔山砂岩含水层水文地质条件探查

为了进一步探查宁东煤田宝塔山砂岩含水层的水文地质条件,为下组煤底板砂岩水害防控提供基础资料,采用井下放水试验计算了含水层的水文地质参数,论证了含水层的可疏性。根据宝塔山砂岩含水层单孔放水试验放水孔和1个观测孔、2个观测孔资料,利用解析法计算宝塔山砂岩含水层渗透系数平均值分别为0.301、0.219 m/d,影响半径平均值分别为691、914 m,采用图解法得到的影响半径平均值为697 m,根据3次降深放水计算的钻孔单位涌水量为0.071~0.088 L/(s·m)。通过放水试验得到的水文地质参数比抽水试验得到的参数大,宝塔山砂岩含水层水文地质特征表现为渗透性和富水性弱,且富水性不均一,水压和水温高。基于放水试验成果,结合研究区边界条件分析可知,宝塔山砂岩含水层具有较好的可疏性。

侏罗纪煤田宝塔山砂岩含水层大流量大降深放水试验

为了在抽水试验的基础上进一步查明侏罗纪煤田宝塔山砂岩含水层的水文地质特征,开展了井下放水试验,单孔放水量平均值为237.91 m^3/h,多孔放水量平均值为444.10 m^3/h,宝塔山砂岩含水层地下水位下降最大值达310 m。通过大流量大降深放水试验,计算出含水层的渗透系数和单位涌水量,确定宝塔山砂岩含水层与白垩系、煤系间、三叠系含水层存在水力联系,探查了放水试验的影响范围及观测孔水位降深规律,论证了宝塔山砂岩含水层具有可疏性。基于宝塔山砂岩含水层水文地质特征,提出了下组煤开采底板砂岩水害防治方案。研究结果表明:井下大流量大降深放水试验可以最大程度激发含水层地下水位降深,有效弥补地面抽水试验的不足,在各含水层水力联系、疏放水影响范围和含水层可疏性评价方面得到的研究成果,可以作为矿井底板砂岩水害防治的依据。

强富水弱胶结型底板砂岩水疏降优化技术研究

宁东煤田主要赋存侏罗系煤层,延安组宝塔山砂岩含水层是侏罗系下组煤的底板,具有富水性强、静储量大以及胶结性差的特点,是影响下组煤开采的主要充水水源。新上海一号煤矿即将开采的十八煤一分区底板隔水层较薄、带压程度较高,突水系数大于0.1MPa/m,均属于突水危险区,本文以新上海一号煤矿为研究区,在宝塔山砂岩含水层水文地质条件探查和井下放水试验的基础上,开展水文地质特征研究,通过构建地下水流数值模型对宝塔山砂岩疏降可行性进行论证,建立疏降管理模型,最终结合十八煤一分区开采布局,提出最优疏放管理方案,预计疏放水299.358万m^(3),比未进行地下水疏降优化管理设计预计疏放水量减少了188.242万m^(3)。在保护矿井水资源的同时,降低了生产成本,研究可为今后类似条件下的强富水弱胶结型底板砂岩水疏放水工作提供一定的借鉴作用。