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陕北榆神矿区煤层开采顶板涌水规律分析

         
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摘要

榆神矿区是我国陕北煤炭基地的重要组成部分,针对榆神矿区煤层开采顶板覆岩含水层涌水规律研究不足等问题,通过系统分析地质与水文地质结构特征,将矿区开采煤层覆岩划分为松散孔隙、基岩与风化裂隙、烧变岩孔洞裂隙4个含水层组,以及主、亚2个隔水保护层组;根据煤层采动导水裂隙与覆岩含(隔)水层组不同组合关系下的含水层涌水特征,提出了浅埋煤层侧向直接涌水、中深煤层侧向与垂向复合涌水,以及深埋煤层侧向涌水与垂向弱涌水3种含水层涌水模式;并采用数值分析方法,以榆神矿区典型矿井为研究对象,构建了采煤工作面尺度上煤层开采3种模式涌水分析模型,模拟结果显示,浅埋煤层侧向直接涌水型(凉水井井田),主采煤层为4-2煤层,采动导水裂隙直接发育至松散含水层,工作面顶部含水层被疏干,总涌水量为47 m3/h,地下水流场受采动影响大;深埋煤层侧向涌水与垂向微涌水型(小壕兔1号井田),主采煤层为1-2煤层,采动导水裂隙发育至基岩含水层,总涌水量为21.87 m3/h,以侧向涌水为主,由于主、亚隔水层复合保护,垂向涌水微弱;中深煤层侧向与垂向复合涌水型(曹家滩井田),主采煤层为2-2煤层(均厚约为11 m),在分层开采条件下导水裂隙发育至基岩含水层内部,其侧向涌水量为23.17 m3/h,垂向涌水量为12.67 m3/h,地表松散含水层地下水流场变化较小,在一次采全高条件下导水裂隙突破亚隔水层,发育至风化基岩含水层底部,总涌水量增至131 m3/h,对松散含水层影响较大.此外,当导水裂隙带高度小于180 m、不能沟通风化基岩含水层时,随导水裂隙带高度增加涌水量增加幅度不大,当导水裂隙带高度大于180 m、导水裂隙揭露富水性较好的风化基岩含水层时,涌水量增加幅度较大,由此可见,抑制导水裂隙发育高度与覆岩强含水层的接触关系,是控制煤层覆岩涌水的一项重要措施.

著录项

  • 来源
    《煤炭学报》 |2021年第2期|523-533|共11页
  • 作者

    赵春虎; 靳德武; 李智学; 申小龙; 王皓; 王世东; 许峰; 王强民;

  • 作者单位

    中国煤炭科工集团西安研究院有限公司 陕西西安 710054;

    陕西省煤矿水害防治技术重点实验室 陕西西安 710177;

    中国煤炭科工集团西安研究院有限公司 陕西西安 710054;

    陕西省煤矿水害防治技术重点实验室 陕西西安 710177;

    陕西投资集团有限公司 陕西西安 710061;

    陕西煤田地质勘查研究院有限公司 陕西西安 710021;

    中国煤炭科工集团西安研究院有限公司 陕西西安 710054;

    陕西省煤矿水害防治技术重点实验室 陕西西安 710177;

    中国煤炭科工集团西安研究院有限公司 陕西西安 710054;

    陕西省煤矿水害防治技术重点实验室 陕西西安 710177;

    中国煤炭科工集团西安研究院有限公司 陕西西安 710054;

    陕西省煤矿水害防治技术重点实验室 陕西西安 710177;

    中国煤炭科工集团西安研究院有限公司 陕西西安 710054;

    陕西省煤矿水害防治技术重点实验室 陕西西安 710177;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 矿山水灾的预防和处理;
  • 关键词

    保水采煤; 含水层; 涌水模式; 导水裂隙; 榆神矿区;

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