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鹤壁寺湾矿井涌水量计算与预测

高迪  
【摘要】:寺湾矿二叠系下统太原群下组煤是其主采煤层之一,包括下夹上煤(一22煤或六煤)和下夹下煤(一11煤或八煤)。煤层顶板是二灰岩溶含水层,接受奥陶系灰岩岩溶水的补给。煤层底板为本溪群隔水岩组,下距奥灰含水层30m左右。奥灰含水层岩溶裂隙发育,富水性极强,水压大,是下组煤底板的间接充水层。为保障安全采煤,需对二灰水提前进行疏水降压。目前,二灰岩溶水水位+127m,需将二灰水位疏降至+20m以下。现有矿井排水能力不足,水仓容积小,不能满足未来疏放二灰水的需要。为了解二灰水的疏放效果,预测二灰水位降至+20m水平时的矿井正常涌水量,了解二灰水和奥灰水之间的水力联系,进行了放水与示踪联合试验。 试验持续了240小时,分为三个落程的非稳定流放水试验和水位恢复观测。放水试验进行的同时,在地面两个奥灰观测孔分别注入KI和NaF进行示踪试验,在放水中心每隔2小时取一个水样,进行水质分析化验。 通过水质分析可知,奥灰水通过断层侧向补给二灰水。基于放水试验数据,综合分析研究区水文地质条件,应用Q~f(S)相关外推法并建立了基于Visual MODFLOW的数值模拟模型,成功拟合了试验过程的流场和水位,预测矿井正常涌水量为1400m3/h。研究认为,一矿+50水平开采下夹煤的矿井最大涌水量按正常涌水量的1.2倍取值,即矿井最大涌水量为1680m~3/h。


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