導水裂隙帶高度計算應用探討

【摘要】：在環境影響評價工作中對新建煤礦確定導水裂隙帶高度的方法主要有經驗公式法和類比分析法，近年來隨著科學技術的發展，采煤方法工藝的提升，很多經驗公式法已經不適用于大型煤礦導水裂隙高度計算，本文結合目前國內主要大型煤礦的開采方法、煤層厚度等參數論述類比分析法對新建煤礦導水裂隙帶的確定的指導意義。

【關鍵詞】：導水裂隙帶；類比分析；經驗公式

1 、 引言

礦井煤層開采使上覆巖層發生破壞和位移，產生冒落帶、裂隙帶和彎曲帶，即俗稱“三帶”，其中導水裂隙帶的高度包括冒落帶和裂隙帶的高度，俗稱“兩帶”。 環境影響評價工作中確定導水裂隙帶高度主要是為了保護煤層上方具有供水意義的含水層不被導通，從而保護井田內居民飲用水安全，因此，“兩帶”高度的確定，對保護居民飲用水含水層具有十分重要的作用。目前，環境影響評價工作中對新建煤礦確定導水裂隙帶高度的方法主要有經驗公式法和類比分析法。其中經驗公式計算法主要是利用《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》中的經驗公式計算得出導水裂隙帶高度；類比分析法主要是根據新建煤礦所在礦區的其它開采煤礦的采煤經驗，獲得裂采比進行類比計算（導水裂隙帶是煤層采厚的幾倍計）。

2 、 經驗公式

國家煤炭工業局制定的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》一書中，煤層覆巖內堅硬、中硬、軟弱、極軟弱巖層或其互層時，厚煤層分層開采冒落帶高度計算公式見表1，導水裂隙帶最大高度見表2。

表1和表2計算公式概念明確，簡單易求，但公式的應用范圍為：單層開采厚1～3m，累計采厚不超過15m。而近年來隨著科學技術的發展，采煤方法工藝的不斷提升，煤礦開采規模的不斷提升，這些經驗公式已經不適用于大型煤礦機械化開采的導水裂隙高度計算。

3、 類比分析法

類比分析法是利用與擬建項目類型相同的現有項目的實測數據進行預測分析的方法，是環評工作中預測分析常用的方法，也是定量結果較為準確的方法；該方法在評價工作等級較高、又有可資參考的相同的或相似的現有工程時，應采用此法。采用此法時，應充分注意分析對象與類比對象之間的相似。對煤礦項目類比對象必須是同一規劃礦區，其地質條件、水文條件、采煤工藝等大致相同，而且該煤礦已進行導水裂隙發育高度觀測，并有觀測成果；依據該觀測成果對礦區內新建煤礦的導水裂隙帶發育高度進行類比計算，其計算結果對環評階段預測有一定的參考價值，計算結果相對較為準確。

4、實例驗證

神府礦區某特大型礦井厚煤層以為大采高綜采為主，分層綜采為輔的方式開采，中厚～厚煤層采用一次采全高綜采；井田內地層由老至新依次有：三疊系上統永坪組，侏羅系中統延安組、直羅組，新生界第三系紅土及第四系中更新統離石組、上更新統馬蘭組、全新統風積沙及沖積層；區內含煤地層為侏羅系中統延安組，煤層上覆巖性為中硬。

原環評編制時，導水裂隙帶高度計算選用《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》中推薦的中硬巖性經驗公式進行了預測。實際開采過程中礦井對導水裂隙觀測進行了實測，實際裂采比為煤厚的28倍。原環評導水裂隙帶高度預測與實際結果對比見表3。

經對比分析可知，采煤導水裂隙帶發育高度核算結果是原環評文件預測結果2.2～2.4倍，采高越大，倍數也越大，側面印證了《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》中經驗公式已不適應大采高煤礦開采的導水裂隙帶預測。

5、結論

本文分別應用經驗公式及類比分析法計算了某大型礦井在環評階段及開采階段的導水裂隙帶高度數據，對比分析了計算結果，得出了《采煤規程》中的經驗公式已基本不適用大型礦井厚煤層大采高綜采開采方式的導水裂隙帶高度計算，因此，環評工作中對新建煤礦導水裂隙帶高度計算時應結合同礦區已開采煤礦的觀測數據進行類比分析，以得出較為準備的計算結果。

【參考資料】：

[1] 王雙美. 導水裂隙帶高度研究方法概述[J].江蘇地質，2006，30（1）： 64-66.

[2] 常永發. 采場上覆巖層垮落帶、斷裂帶的高度與其硬度的關系[J].煤，2004，13（1）：43.

[3] 國家煤炭工業局.建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程[S].北京：煤炭工業出版社，2000，228-230.

作者簡介：解鋼鋒（1981-），男，碩士，工程師，從事環境影響評價方面的研究。