摘 要：礦井涌水量是確定礦床水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度的一個重要指標(biāo)，還是礦山設(shè)計(jì)部門確定排水設(shè)備和制定防水措施的主要依據(jù)。因此，在礦井建設(shè)以及生產(chǎn)過程中，能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)礦井涌水量是非常重要的，它直接關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)。文章選用大井法和地質(zhì)水文比擬法對泉上煤礦三水平聯(lián)合開采16、17兩層煤時的礦井涌水量進(jìn)行預(yù)測，以保證煤礦的安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：大井法；水文地質(zhì)比擬法；涌水量預(yù)測

引言

礦井涌水量指的是礦山建設(shè)以及生產(chǎn)過程中，單位時間內(nèi)流入礦井（包括各種巷道和開采系統(tǒng)）的水量，它是評價(jià)礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度重要的指標(biāo)，因此，正確預(yù)測礦井的涌水量對于指導(dǎo)礦井排水設(shè)施建設(shè)以及保障煤礦的安全生產(chǎn)具有重要的意義[1，2]。

預(yù)測礦井涌水量的方法多種多樣，包括確定性分析方法中的解析法、數(shù)值法、模擬法、水均衡法；非確定性分析方法中的水文地質(zhì)比擬法、相關(guān)分析法、模糊數(shù)學(xué)模型、灰色系統(tǒng)法、時間序列分析法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等[3]。文章選用大井法（解析法）和水文地質(zhì)比擬法對泉上煤礦16、17煤開采時的礦井涌水量進(jìn)行預(yù)測。

1 井田水文地質(zhì)條件分析

1.1 礦井水文地質(zhì)概況

文章所研究的泉上井田位于滕縣煤田南部，含煤地層為上石炭統(tǒng)太原組，共含煤18層，其中可采及局部可采煤層共4層，即煤3下、煤12下、煤16、煤17。泉上煤礦目前主采煤層為12下、16、17煤層。

主要含水層有第四系上含水砂層段、下含水砂層段，上侏羅統(tǒng)砂礫巖層段，3下煤層頂板砂巖，石炭系太原組第三、五、八、十下層石灰?guī)r，本溪組第十二、十四層石灰?guī)r，中奧陶統(tǒng)石灰?guī)r。

1.2 礦井充水因素分析

1.2.1 開采16煤層時的充水因素

泉上煤礦16煤層上距12下煤層54.08m，實(shí)測“兩帶”高度為13.80m，正常條件區(qū)域下，16煤層的開采不會受到12下煤層采空區(qū)積水影響；17層煤上距16層煤平均13.90m，開采后的“兩帶”高度理論計(jì)算為14.8m，回采時會受16層煤采空區(qū)積水影響，開采時必須提前疏放16煤層老空水。

1.2.2 開采17煤層時的充水因素

泉上煤礦17煤層上距16煤層平均13.90m，開采后的“兩帶”高度理論計(jì)算為14.8m，回采時會受16層煤采空區(qū)積水影響，在16層煤采空積水區(qū)下，開采17層煤工作面前，必須提前采取打鉆疏放上方16層煤采空區(qū)積水，防止采空區(qū)積水進(jìn)入17層煤工作面，影響安全生產(chǎn)。目前上覆16煤層采空區(qū)積水區(qū)下17煤層無采掘活動。

奧灰是煤系基底的高壓含水層，充水空間發(fā)育，富水性強(qiáng)，上距17層煤51.8m。17煤層以下地層主要巖性由泥巖、鐵質(zhì)泥巖、雜色泥巖、砂質(zhì)泥巖、中細(xì)粒砂巖及石灰?guī)r組成，該層段為開采16、17煤層時防止下伏含水層底鼓的重要隔水層段。根據(jù)實(shí)測，底板導(dǎo)水破壞帶深度為11.60m。經(jīng)計(jì)算有效隔水層水頭值大于當(dāng)前奧灰實(shí)際水壓1.1Mpa，16煤層下距17煤層13.9m，因此16煤層開采不會受下伏十二灰、十四灰及奧陶系灰?guī)r水威脅，底板正常塊段時若沒有大的導(dǎo)水構(gòu)造存在，17煤層開采不會受下伏十二灰、十四灰及奧陶系灰?guī)r水威脅。

2 礦井涌水量預(yù)計(jì)

2.1 大井法

泉上煤礦16、17煤層的直接充水含水層為十下灰，井田內(nèi)無十下灰抽水試驗(yàn)資料，故采用井田外資料進(jìn)行計(jì)算。

滲透系數(shù)（K）的選用：采用郭莊煤礦Γ-11號孔抽水試驗(yàn)實(shí)測值0.157m/d，含水層厚度（M）的選用：井田內(nèi)平均厚度5.14m。

水位降深（H0）的計(jì)算：采用Γ-11號孔抽水試驗(yàn)水位標(biāo)高+42.36m，與含水層底界最深標(biāo)高-900m的差值942.36m，則影響半徑R值如下：

3 結(jié)束語

（1）泉上煤礦16、17煤層的直接充水含水層為十下灰；（2）兩種方法預(yù)計(jì)的礦井涌水量基本一致，大井法邊界條件很難確定，影響半徑與實(shí)際差異很大，而本煤礦西區(qū)與東區(qū)開采條件極其相似，故文章建議采用比擬法預(yù)計(jì)的涌水量90m3/h。最大涌水量一般為正常涌水量的2倍，開采16、17煤層時礦井最大涌水量為180m3/h。

參考文獻(xiàn)

[1]溫文富，曹麗文.比擬法和解析法在某礦井涌水量預(yù)測中的分析比較[J].中國煤炭，2011，37（7）：38-40.

[2]孫福勛，張?jiān)?，丁?解析法和比擬法在礦井涌水量分析及預(yù)測中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（8）：34-35.

[3]杜敏銘，鄧英爾，許模.礦井涌水量預(yù)測方法綜述[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009，29（1）：70-73.

作者簡介：吳霞（1992-），女，碩士研究生，主要研究方向：礦井水文地質(zhì)。