平禹四礦礦井涌水量計算

許江濤

摘要：通過分析礦井水文地質情況，進而對二1煤層底板灰巖含水層為主要充水水源的水文地質條件等進行確定，同時分別采用比擬法和大井法兩種方法，計算了-270m、-400m水平的涌水量，預測了礦井生產中最大涌水量，為礦井水害防治和安全生產提供了參考。

關鍵詞：煤礦 涌水量 比擬法 大井法

1 礦區概況

四礦位于禹州煤田虎頭山正斷層南側，西部邊界位于楊園-三峰山中峰-宋家寨一線；東部邊界位于蘇王口-三峰山東峰-后袁一線；北部邊界位于寨北-蘇溝-劉垌-五二0糧店一線；南部邊界位于山楊-山李-后袁-東大溝一線。建井初期，受各種因素的影響和制約，其開采主要集中在六2、七2煤層，同時將排水系統布置在-20m水平，現在該煤層已經停止開采。目前，開采的礦井主要集中在二1煤層，其排水系統主要布置在-270m水平，并且礦井呈現出延深至主下山采區的趨勢，在這種情況下，其排水系統布置在-400m水平。這次礦井涌水量預測分-270m和-400m水平分別計算。二1煤層頂板含水層富水性弱，水文地質條件簡單，底板含水層富水性中等，水文地質勘查類型屬底板進水為主的水文地質條件中等的巖溶充水礦床。

2 水文地質邊界條件

從實際情況來看，整個礦區的東、西、南都屬于自然邊界，北部屬于虎頭山正斷層，該礦井具備導水性的特點，通常情況下，可以視為一個透水邊界。

3 涌水量預測

在礦井涌水量測量方面，通常情況下，根據開采時的實際礦井涌水量資料，分別采用比擬法及大井法對二1煤層-270m水平和-400m水平進行相應的預測處理。

3.1 比擬法

3.1.2 參數選擇。①Q0取2005年礦井涌水量實測平均值138.10m3/h。②S0采用礦區周邊平均水位標高

-40.00m，降至-270m的疏排降深230.00m。S為預測時水位降至-270m水平的疏排降深230.00m，水位降至-400m水平的疏排降深360.00m。③F0為2005年巷道系統的控制面積，從采掘平面圖上量取，約960000m2。④F為-270m水平巷道系統的控制面積，從二1煤層底板等高線及資源儲量圖上量取2930000m2，-400m水平巷道系統控制面積由二1煤底板等高線及資源儲量圖計算而得4190000m2。

將參數代入公式1進行計算。-270m水平礦井正常涌水量為182.5m3/h；-400m水平礦井正常涌水量為312.4m3/h。

3.2 大井法

3.2.1 公式選擇。根據礦區水文地質邊界條件，大井法預測礦井涌水量，選擇公式如下：

頂板：Q=1.366K（2H-M）M/（lgR-lgr0）（2）

底板：Q=2.732KMS/（lgR-lgr0）（3）

Q——預測礦井涌水量（m3/h）；K——含水層滲透系數（m/d）；M——含水層厚度（m）；H——頂板含水層的水柱高度（m）；S——至預測水平的疏排降度（m）；R——大井影響半徑（m）；R0——大井這算半徑（m）。

將上述參數代入公式2或3進行計算。-270m水平：頂板水：3606.1m3/d （100.1m3/h）。底板水：2825.1m3/d

（104.1m3/h）。-400m水平：頂板水：4506.7m3/d （133.4m3/h）。底板水：3521.1m3/d（136.7m3/h）。-270m水平正常礦井涌水量為204.2m3/h，-400m水平正常礦井涌水量為270.1m3/h。上述兩方法計算的礦井正常涌水量有一定差異，可選用比擬法計算的礦井涌水量作為礦井正常涌水量，最大涌水量取正常涌水量的1.7倍即可。礦井-270m水平正常涌水量取182.5m3/h，最大涌水量取310.3m3/h；-400m水平正常涌水量取312.4m3/h，最大涌水量取531.1m3/h；上述正常涌水量和最大涌水量可作為礦井疏排的依據。

參考文獻：

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