甘肃核桃屿煤矿矿井涌水量分析

■邹天臻

（甘肃煤田地质局一三三队甘肃白银730913）

甘肃核桃屿煤矿矿井涌水量分析

■邹天臻

（甘肃煤田地质局一三三队甘肃白银730913）

甘肃核桃峪煤矿是我国目前陇东在建的，规模最大的煤矿矿井。有鉴于此，早在设计阶段就要求相关的地质勘测部门，要针对其井田先期的开采地段，出现的正常涌水量以及最大涌水量的数据进行预测。以保障煤矿矿井，人员的安全以及地下水资源。通过分析核桃峪煤矿矿井的水文及当地地质条件后，地质勘测部门分别采用了多种测量方法对矿井涌水量做出了合理的预测，并进行了对比。将对涌水量的预测和对矿井开采的进度有机的结合了起来，使得测量的结果更加的切合实际情况。初步对煤矿矿井的充水条件及因素进行了论证，为核桃峪煤矿的建设与开发提供了必要的科学依据。

矿井涌水 预测 渗流理论 防治对策

1　引言

对矿井涌水量的计算是矿井开采前期一项重要的地质勘测工作，也是矿井水文勘测的根本性任务之一。而做好矿井的涌水量预测，对于正确合理的设计，开发煤炭资源也是具有非常重要的意义的。甘肃核桃峪煤矿是我国目前陇东在建的，规模最大的煤矿矿井。对于它的涌水量数据进行预测，可以实现矿井自身的开发得到更好的发挥，开采过程更加安全以及有利于对地下水资源的保护等多项作用。同时，也为科学合理的建设核桃峪煤矿提供了参考与依据。

2　核桃峪煤矿的水文地质条件

核桃峪煤矿处于我国甘肃省东部，陇东黄土高原的东南部。辖区内多为低山丘陵和带状的冲积河谷，地势起伏，高低不平，落差范围多在50～250米。年平均降水量为598毫米，常年性河流也较少。煤矿地处缓倾斜的单斜地表上，倾向为西。通过地质勘测与分析，矿井地层自内向外分为：下三叠统延长群、延安组、直罗组、安定组、白垩系下统志丹群和第四系。

2.1自然降水和地表水渗流对矿井涌水的影响

自然降水以及地表水渗流对矿井的开采是否能造成影响，这重要要取决于矿井煤层在开采之后，其上覆盖的岩层中形成的缝隙带是否延伸至了地表。经过勘测预算，煤层在开采过程中产生的缝隙带延伸不到地表，因此，自然降水及地表水渗流对矿井开采基本构成不了威胁与影响。

2.2矿井的地下地质及水文特征对矿井涌水的影响

矿井地下地质以煤层为界，按其岩石性质与组合，可以划分为：

2.2.1第四系全新统砂砾层，孔隙潜水含水层。这一层是矿井的第一含水层。主要是地表水渗流，由含水层岩性的冲积砂砾，卵石层所组成的。一般厚度在2～8米，主要是依靠自然降水和地表水的渗入，并最终以潜流的形式排出矿井。由于煤层开采后形成的缝隙带基本达不到此含水层，所以，其对矿井涌水基本产生不了影响。

2.2.2白垩系洛河组、宜君组孔隙、裂隙承压含水层。这一层是矿井的第二含水层。在矿井内普遍分布。岩性较为疏松，含水性较好。厚度一般在256.86～508.13米，平均厚度为392.06米。此含水层全部位于地下300米处，不直接受自然降水的渗入，最终以潜流方式排出井外。由于此地层可以受到煤层开采的缝隙影响，所以通过预测，此地层将是矿井内涌水的主要水来源之一。

2.2.3中侏罗统延安组中部砂岩，复合承压含水层。这一层是矿井的第三含水层。主要是由中粗砂岩构成，厚度一般在15～115米，平均厚度为65.13米，是一个复合含水层，并且与矿井煤层顶板直接接触。但由于含水性差，所以，向矿井内的涌水也非常有限，对矿井开采的影响也不大。

2.3矿井内断层的导水性分析

矿井内的断层多为压性断层，其导水性和含水性都不强。通过勘测预算，随着开采后顶板压力的体现，矿井内的断层的导水能力有可能会增强。主要形式将以孔隙、裂隙渗透来加以表现。

3　核桃峪煤矿矿井的涌水量预测

3.1预测方法及公式

通过勘测预算，第一含水层对矿井的开采基本没有影响，所以预算主要集中于第二、三含水层。根据矿井所在的水文地质条件，拟定采用大井法、水平廊道法和比拟法来进行其涌水量的预算。计算公式如下:

3.1.1大 井 法Q=1.366K；HM～M2～hw(lgR0～lgr0)R=2SKM；r0=C2π；R0=r0+R；Qmax=Q×λ；λ=KpKpmax

3.1.2水平廊道法Q=KM(H～h)wDRR=2SKM；D=C2；Qmax=Q× λ

3.1.3比拟法～富水系数法Q=Kp×P；Kp=Q1P1

4　核桃峪煤矿矿井勘测预算的对比分析

在大井法、水平廊道法的计算过程中，煤层顶板含水层水位的数值是按照该含水层底板数值来计算的，降深值采用了最大数值，以便于计算出最大涌水量。由于地下水的变化是呈动态性的，所以排水计算值主要是体积与储存量。在条件不发生明显改变的情况下，大井法、水平廊道法测算出的水量可以认定为是矿井先期开采时段的最大涌水量。

5　结论与防治对策

核桃峪煤矿矿井涌水主要来源于在对矿井煤层采掘的过程之中。同时，井下巷道的开掘，运输空间的形成，都会导致地层的改变，产生缝隙带，破坏含水层结构，使矿井内产生涌水。针对煤系地层及覆盖岩层的特点，我们应该采取综合性防治的措施，来及时有效保障煤矿的安全生产。首先要开展矿区的水文地质勘测预算，全面彻底的了解矿区的水文，地质情况，掌握其含水层、隔水层的结构，地段分布，范围等情况。其次，在其生产开采阶段，要预先布置超前探水钻孔，进行预先性的探放水作业。除此之外，在有可能受到涌水威胁的地段设置防水柱，防水闸门和防水墙等安全设施，既可以可起到隔离的作用，又确保了矿井内周边生产区的安全。再次，合理的确定和设置矿井内重要基础设备的安全区域，增强矿井涌水的提前预报机制，也是非常重要的。

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TD742[文献码]B

1000～405X（2016）～4～470～1