甘肅核桃嶼煤礦礦井涌水量分析

■鄒天臻

（甘肅煤田地質局一三三隊甘肅白銀730913）

甘肅核桃嶼煤礦礦井涌水量分析

■鄒天臻

（甘肅煤田地質局一三三隊甘肅白銀730913）

甘肅核桃峪煤礦是我國目前隴東在建的，規模最大的煤礦礦井。有鑒于此，早在設計階段就要求相關的地質勘測部門，要針對其井田先期的開采地段，出現的正常涌水量以及最大涌水量的數據進行預測。以保障煤礦礦井，人員的安全以及地下水資源。通過分析核桃峪煤礦礦井的水文及當地地質條件后，地質勘測部門分別采用了多種測量方法對礦井涌水量做出了合理的預測，并進行了對比。將對涌水量的預測和對礦井開采的進度有機的結合了起來，使得測量的結果更加的切合實際情況。初步對煤礦礦井的充水條件及因素進行了論證，為核桃峪煤礦的建設與開發提供了必要的科學依據。

礦井涌水 預測 滲流理論 防治對策

1　引言

對礦井涌水量的計算是礦井開采前期一項重要的地質勘測工作，也是礦井水文勘測的根本性任務之一。而做好礦井的涌水量預測，對于正確合理的設計，開發煤炭資源也是具有非常重要的意義的。甘肅核桃峪煤礦是我國目前隴東在建的，規模最大的煤礦礦井。對于它的涌水量數據進行預測，可以實現礦井自身的開發得到更好的發揮，開采過程更加安全以及有利于對地下水資源的保護等多項作用。同時，也為科學合理的建設核桃峪煤礦提供了參考與依據。

2　核桃峪煤礦的水文地質條件

核桃峪煤礦處于我國甘肅省東部，隴東黃土高原的東南部。轄區內多為低山丘陵和帶狀的沖積河谷，地勢起伏，高低不平，落差范圍多在50～250米。年平均降水量為598毫米，常年性河流也較少。煤礦地處緩傾斜的單斜地表上，傾向為西。通過地質勘測與分析，礦井地層自內向外分為：下三疊統延長群、延安組、直羅組、安定組、白堊系下統志丹群和第四系。

2.1自然降水和地表水滲流對礦井涌水的影響

自然降水以及地表水滲流對礦井的開采是否能造成影響，這重要要取決于礦井煤層在開采之后，其上覆蓋的巖層中形成的縫隙帶是否延伸至了地表。經過勘測預算，煤層在開采過程中產生的縫隙帶延伸不到地表，因此，自然降水及地表水滲流對礦井開采基本構成不了威脅與影響。

2.2礦井的地下地質及水文特征對礦井涌水的影響

礦井地下地質以煤層為界，按其巖石性質與組合，可以劃分為：

2.2.1第四系全新統砂礫層，孔隙潛水含水層。這一層是礦井的第一含水層。主要是地表水滲流，由含水層巖性的沖積砂礫，卵石層所組成的。一般厚度在2～8米，主要是依靠自然降水和地表水的滲入，并最終以潛流的形式排出礦井。由于煤層開采后形成的縫隙帶基本達不到此含水層，所以，其對礦井涌水基本產生不了影響。

2.2.2白堊系洛河組、宜君組孔隙、裂隙承壓含水層。這一層是礦井的第二含水層。在礦井內普遍分布。巖性較為疏松，含水性較好。厚度一般在256.86～508.13米，平均厚度為392.06米。此含水層全部位于地下300米處，不直接受自然降水的滲入，最終以潛流方式排出井外。由于此地層可以受到煤層開采的縫隙影響，所以通過預測，此地層將是礦井內涌水的主要水來源之一。

2.2.3中侏羅統延安組中部砂巖，復合承壓含水層。這一層是礦井的第三含水層。主要是由中粗砂巖構成，厚度一般在15～115米，平均厚度為65.13米，是一個復合含水層，并且與礦井煤層頂板直接接觸。但由于含水性差，所以，向礦井內的涌水也非常有限，對礦井開采的影響也不大。

2.3礦井內斷層的導水性分析

礦井內的斷層多為壓性斷層，其導水性和含水性都不強。通過勘測預算，隨著開采后頂板壓力的體現，礦井內的斷層的導水能力有可能會增強。主要形式將以孔隙、裂隙滲透來加以表現。

3　核桃峪煤礦礦井的涌水量預測

3.1預測方法及公式

通過勘測預算，第一含水層對礦井的開采基本沒有影響，所以預算主要集中于第二、三含水層。根據礦井所在的水文地質條件，擬定采用大井法、水平廊道法和比擬法來進行其涌水量的預算。計算公式如下:

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比擬法～富水系數法Q=Kp×P；Kp=Q1P1

4　核桃峪煤礦礦井勘測預算的對比分析

在大井法、水平廊道法的計算過程中，煤層頂板含水層水位的數值是按照該含水層底板數值來計算的，降深值采用了最大數值，以便于計算出最大涌水量。由于地下水的變化是呈動態性的，所以排水計算值主要是體積與儲存量。在條件不發生明顯改變的情況下，大井法、水平廊道法測算出的水量可以認定為是礦井先期開采時段的最大涌水量。

5　結論與防治對策

核桃峪煤礦礦井涌水主要來源于在對礦井煤層采掘的過程之中。同時，井下巷道的開掘，運輸空間的形成，都會導致地層的改變，產生縫隙帶，破壞含水層結構，使礦井內產生涌水。針對煤系地層及覆蓋巖層的特點，我們應該采取綜合性防治的措施，來及時有效保障煤礦的安全生產。首先要開展礦區的水文地質勘測預算，全面徹底的了解礦區的水文，地質情況，掌握其含水層、隔水層的結構，地段分布，范圍等情況。其次，在其生產開采階段，要預先布置超前探水鉆孔，進行預先性的探放水作業。除此之外，在有可能受到涌水威脅的地段設置防水柱，防水閘門和防水墻等安全設施，既可以可起到隔離的作用，又確保了礦井內周邊生產區的安全。再次，合理的確定和設置礦井內重要基礎設備的安全區域，增強礦井涌水的提前預報機制，也是非常重要的。

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[2]駱祖江,李兆,任虎俊.礦井涌水量預測數值模擬研究 [J].煤炭科學技術,2015,01: 33～36.

[3]牛永強,李世峰.核桃峪井田華池～洛河組水文地質條件評價 [J].河北工程大學學報 (自然科學版),2012,01:62～65.

TD742[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～470～1