天然-采动状态下顶板含水层疏降水量预测与评价

以鄂尔多斯市台格庙矿区为例,研究多层含水系统水文地质参数和边界条件特征,运用Visual Modflow软件建立研究区三维地下水数值模型,采用钻孔抽水实验资料及矿区初始流场分布数据完成了模型识别和校正。针对以往疏降水量预测未考虑采动后水文地质条件变化的问题,基于导水裂隙带发育高度与顶板隔水层的侵入关系确定了疏降含水层层位和区域,对矿区7个井田2、3煤层顶板含水层在天然状态和采动状态下的疏降水量进行了预测,结果表明:采动状态下顶板含水层疏降水量明显增大,开采前需要对顶板含水层水位进行疏降,且水位疏降会对当地居民饮用水含水层造成一定的影响。

东滩煤矿下组煤奥灰疏降水量数值模拟

基于东滩煤矿下组煤第一勘探区奥陶系灰岩水压高达7.5～10.4 MPa,为安全回采该下组煤进行了大规模的水文地质补充勘探,对勘查区地质及水文地质条件进行了系统地分析和研究,在此基础上,建立了勘查区水文地质概念模型,进而得到相应的数学模型,采用功能齐全的地下水水量及水质计算机模拟软件系统FEFLOW,模拟了第一勘探区奥灰水文地质Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区的奥灰疏降水量,结果分别为1 900、0、720 m3/h,降至安全水压的时间分别约为10、0、20 d。模拟结果显示,东滩煤矿奥灰水压可以疏降,可以实现下组煤的安全开采。

兴隆庄煤矿下组煤第一勘探区奥灰疏降水量数值模拟

奥灰水是兴隆庄煤矿石炭系太原组16、17煤(下组煤)开采的主要水害威胁和重点防治对象。在大规模水文地质勘探和深入分析研究区水文地质条件的基础上,精细模拟了下组煤首采区、中部、深部采区奥灰疏降水量及降至安全水头所需时间。模拟结果显示:首采区17煤奥灰疏降水量为2 050m3/h,降至安全水头所需时间约180d;中部采区16、17煤奥灰疏降水量分别为2 800m3/h、4 650m3/h,降至安全水头所需时间均约120d;深部采区16、17煤奥灰疏降水量分别为1 080m3/h、1 770m3/h,降至安全水头所需时间亦均约120d。综合分析认为,该疏降水量符合模拟区的实际水文地质条件,可以作为下组煤开采水平或采区防排水能力设计的依据。

基于子域解析元素法的煤矿疏降水量预测研究

为分析子域解析元素法用于煤矿地下水流场模拟的可行性和精度,构建了基于子域解析元素法的煤矿地下水流场模型,并将该模型应用于煤矿疏降水量预测实例中,最后将模拟结果与Feflow模拟结果进行了对比分析,分析结果显示,在各疏降水控制孔位置与疏降水量相同的条件下,子域解析元素法模型与Feflow模型中各带压疏降水孔水位均降至临界安全水位以下所需的时间分别是57d与60d,并且各观测孔在疏降水后的水位均降至临界安全水位以下。研究结果表明,子域解析元素法用于煤矿地下水流场模拟可行且精度可控,是煤矿地下水流场模拟方法的有益补充。

葛泉矿开采深部5^#煤疏降水量预计

在深入分析采区水文地质条件基础上,利用大青灰岩含水层放水试验资料,建立了采区地下水系统的三维水文地质模型,采用Visual MODFLOW三维地下水模拟软件,对不同水平的疏降水量进行了预计,为矿井水防治提供了可靠依据.

基于数值模拟预测工作面顶板太灰含水层疏降水量

通过分析万峰矿地质及水文地质资料,研究万峰矿井太原组灰岩含水层水文地质特征,应用Visual MODFLOW软件,建立太灰含水层地下水数值模型,通过模型计算模拟太灰水流场动态特征,预测当回采工作面太灰水位疏降至含水层底板+160 m时,太灰含水层趋于疏干,工作面顶板太灰水的疏降水量为750m3/h,为工作面安全回采及矿井排水设施的建立提供依据。

小纪汗煤矿富水煤层超前疏降水防治水害实践

煤层为含水层的特殊覆岩水文地质结构系统使得小纪汗煤矿突水问题异常严重,含水层裂隙联通性弱使得疏排水效果很差,对掘进和支护造成严重影响,经过不断研究探索,采用地面钻孔抽排、井下钻孔超前降水、强行揭煤掘进疏水相结合形成的动态治水方案,提高矿井排水能力,规划排水路线,加强涌水的处理使用,形成了一套完整的"抽、疏、排、用"矿井涌水处理系统,在防治水方面取得重大突破,保证了工作面掘进与支护的安全。

清水营煤矿600m疏降水法凿井技术研究

结合清水营煤矿600m疏降水法凿井技术研究和成功实践,介绍了疏降水法凿井的施工技术和技术经济分析,为神华集团矿井开发建设提供了一种新的技术选择。

Q-S曲线法在预计奥灰疏降水量方面的应用

为了预计奥灰疏降水量,采用Q-S曲线法。利用放水试验数据绘制Q-S曲线,根据曲线的形状判断经验方程的类型,采用最小二乘法计算经验公式的系数,建立经验公式;计算突水系数降至0.06 MPa/m时放水孔需疏降深度,把疏降深度带入经验公式即可预计奥灰疏降水量。预计的疏降水量减去影响半径范围内已有奥灰疏水孔疏放水量后即为采区煤层安全开采还需疏降的水量。此方法回避了各种水文地质参数求参过程中的失真,计算简单易行。

侏罗系煤田顶板砂岩含水层井下疏降水孔群优化布置

以地下水渗流方程和空间点源理论为基础,优化工作面涌水量时空动态预计方法,建立疏降水孔群优化布置数学模型,以鸳鸯湖矿区麦垛山煤矿为例,对该矿130602工作面顶板砂岩含水层疏降水孔群进行优化布置、控制疏放钻孔放水顺序及疏放水有效性的反演计算等,实现了将该工作面影响范围内的直接充水含水层水头高度降至接近含水层底板,总钻孔工程量比原设计减少15.6%,且疏降水具有明显的时效性,缩短矿井安全生产等待时间。

基于三维渗流数值模拟的工作面疏降水量预测

矿井疏降水量预测对矿井防排水系统的建设和矿井安全至关重要,疏降水量随采掘进度不断变化,传统的解析法较难将疏降水量与采掘进度相结合。此次采用VisualModflow三维数值模拟软件中的Drain子模块,以Zone Budget模块为依托,将疏降水量与工作面回采进度相结合,以月为单位,对通格朗井田首采工作面的疏降水量进行了动态预测,为矿井防排水措施的制定提拱了理论依据。

杭来湾煤矿进回风立井疏降水方案研究

杭来湾煤矿进回风立井的建设直接关系到302盘区的整体开拓和矿井的采掘接续计划,对矿井的后期发展至关重要。通过分析矿井以往勘探技术资料,结合井筒检查孔抽水试验和钻孔取芯成果,基本查明立井掘进范围内主要含水层的富水性、单位涌水量、厚度和埋藏条件及各含水层之间的水力联系,确定第四系萨拉乌苏组潜水和基岩风化裂隙承压水是井筒的主要充水水源,根据井筒涌水量大小对立井的正常施工影响程度和井下巷道掘进实际状况,分别制定了井上井下相结合的疏降水方案,在安全、科学、合理的前提下,顺利完成了杭来湾煤矿进回风立井的施工任务,为矿井的持续发展奠定了基础。

复杂水文地质条件的矿井奥灰疏降水量预测

针对矿井奥灰含水层在疏降水量数值预测中边界条件和内部结构难以概化问题,以蔚州矿区单侯矿井为例,在综合分析抽(放)水试验、矿区地质剖面以及矿井突水等水文地质资料的基础上,建立区域性自然边界模型,刻画矿区边界条件的水力性质及含水层内部结构的非均质性特征,并在利用地下水位动态观测资料对模型进行识别验证的基础上预测出矿井疏干开采方式下的疏降水量。

鲍店煤矿下组煤首采区奥灰疏降水量数值模拟

奥灰水是鲍店煤矿石炭系太原组下组煤开采的主要水害威胁和重点防治对象。在水文地质勘探和深入分析、研究水文地质条件基础上,推荐了下组煤首采区位置,并精细模拟了鲍店煤矿下组煤首采区奥灰疏降水量。模拟结果为:奥灰最大疏降水量为540m^3/h,降至安全水头的时间约30d。综合分析认为,该疏降水量符合模拟区的实际水文地质条件,该疏降水量可以作为下组煤开采水平或采区防排水能力设计的依据。

采用群孔疏干降水法穿越流砂层的施工技术

通过具体的施工实践 ,较详细地论述了群孔疏干降水法加板桩法施工技术的细节和注意事项 。

基于井下放水试验的矿井疏降量预测评价

井下放水试验作为特殊的水文地质试验,克服了地面抽水试验存在的不利条件,有着十分重要的实践和理论意义。为了探查双柳煤矿太原组灰岩含水层的水文地质条件,通过两次井下放水试验取得的相关水文地质参数,控制了太灰含水层的动态流场。基于井下放水试验取得的水文地质条件信息,利用Visual MODFLOW三维数值模拟软件,建立放水试验期间反映模拟区太灰地下水分布、储存及其时空变化规律的参数模型;根据拟定的预测方案,对太灰含水层的疏降涌水量进行预测。通过本次工作,对双柳井田下一阶段进行疏干降压,减少太灰含水层对上组煤(4#煤层)开采的威胁,同时为下组煤(8+9#煤)开采提供疏降方式和水文地质依据。

山西省吕梁王家庄煤业带压开采条件及评价

基于山西省吕梁王家庄煤业的水文地质资料,对矿山水文地质进行了梳理,分析充水水源,计算矿山开采造成的裂隙带发育深度,并进行了带压开采安全性分析。结果显示:充水水源主要分为主采煤层上覆碎屑岩裂隙水及下伏奥灰承压水;10号煤底板裂隙延伸厚度均控制在14.04~15.80m之间,远小于隔水层厚度;采用突水系数结合地质构造条件对研究区进行分区,可划分为带压开采相对安全区和无压区;预测6号煤疏降水量为159.10 m^(3)/h,10号煤疏降水量为224.49 m^(3)/h。

宁夏东部灵盐含煤区地层水量分析及疏降排协同技术研究

综合比对鸳鸯湖、马家滩、积家井矿区的水文地质条件,分析了红柳、双马、麦垛、金家渠矿区内顶板含水层特性,通过对侏罗系主要含水层之间的水力联系分析,说明延安组含水层与直罗组下段含水层之间水力联系密切,在回采过程中需重点控制。提出了工作面涌水量是由静态水量和动态水量构成,并确定静态水量、动态水量的评估方法。指出静态水量是工作面水害形成的直接原因,动态水量造成的水害不确定性极强,是工作面控制灾害的重点;通过采取束状钻孔、靶向疏水、群孔疏放水等技术有效降低工作面静态水量及水压,减小工作面水害威胁,依据对地下水动态补给量的理论分析,得出工作面最大涌水量是正常涌水量的1.38倍;针对不同含水层的富含水条件及含水层之间的水力联系、涌水量大小构建不同的排水系统,有效提高矿井抗灾能力。

第四系底含水体下近距煤层开采试验

太平煤矿三层煤全部位于第四系底含水下,由于对地下水的开采,变为中等偏强含水层,给三煤开采造成隐患。通过对上覆岩性分析及采取一系列技术措施,在只有防砂煤柱条件下,实现安全生产,为中等偏强含水层第四系底含水体下近距煤层开采提供了实践依据。

对矿井涌水量预测问题的分析与思考

分析研究了现有对矿井涌水量概念的定义及其内涵,给出了现行矿井涌水量内涵理解中存在的问题,比较分析了在矿井涌水量预测计算中容易混淆的几个关联水量的概念,提出了新的内涵更为明确的矿井涌水量定义及其所应具备的基本属性特征。分析研究了现有主要矿井涌水量预测计算中常用技术方法的优缺点,重点评述了其在工程应用实际中存在的问题。基于对矿井涌水量概念及其基本属性特征的理解,结合矿井建设与生产过程中对矿井涌水量预测结果的应用要求,提出了矿井涌水量预测技术的发展趋势。