煤矿开采矿井涌水量预测方法现状及发展趋势

煤矿开采矿井涌水量对于煤矿防治水以及安全高效生产具有重要意义。详细阐述了矿井涌水量预测方法,并对其预测过程进行了较为详细的论述与分析。指出矿井涌水量预测方法存在的问题,针对存在的问题,提出了未来应建立多因素综合模型,将传统的单一模型进行扩大,提高适用范围和预测精度;建立基于大数据的预测,将矿井涌水量与大数据有机结合,通过大数据分析涌水量的特征预测矿井涌水量;进行系统理论综合分析,将矿区涌水量作为一个系统,从时空序列中提取地下水变化特征,为涌水量的预测提供支撑。     

加给陇洼矿区首采区矿井涌水量计算方法及其可靠度研究

在多年冻土区和季节冻融区,矿井涌水量计算和预测是一个值得研究的课题。根据青海加给陇洼矿区水文地质条件,采用数值法和解析法对加给陇洼矿区首采区矿井涌水量进行计算和分析。结果表明:加给陇洼矿区地下水的补给、径流和排泄的边界条件,明显受到冻融循环条件的干扰,地下水补给以冻土融水为主。用数值法和解析法在青海加给陇洼首采区矿井涌水量计算和预测的过程中,数值法计算和预测精度为C级,可信度为0.4;解析法预测精度为D级,可信度为0.3,采用数值法计算和预测结果的可靠度高于解析法,为青海冻土区首采区矿井涌水量计算和预测提供了基础数据,对青藏高原冻土区矿井涌水量计算和预测具有很好的参考意义。     

关于“大井法”矿井涌水量预测的质疑

矿井涌水量计算是矿床水文地质勘查中一项重要而复杂的工作,至今对它的研究仍处于近似计算的水平。“大井法”预测矿井涌水量由于简单方便,经常被大家所使用。但是通过对该方法的理论及实践分析认为,它并不适用于大降深、不规则矿井的涌水量计算预测,并以锡林格勒盟××煤矿和山西省××煤矿为例进行了论证。最后,建议矿坑涌水量计算时,尽量采用数值模拟方法,并辅以其它类比外推方法等。     

矿井涌水量预测三维数值模拟

为了准确预测矿井涌水量,保障煤矿安全生产,以鄂尔多斯巴彦淖井田为例,采用地下水三维数值模拟理论和方法,通过对研究区水文地质模型的概化,建立了巴彦淖井田矿井涌水量预测的地下水三维非稳定流数值模拟模型,并结合矿井生产进度,以工作面月回采进度为单位,模拟预测了丰水期和平水期两种情况下,各工作面不同进度期地下水位分别疏降至2煤层底时的涌水量。结果表明:在前10个进度期内,工作面最大涌水量为1 328 m3·h-1,正常涌水量为1 134m3·h-1.实践证明:该方法不但能正确刻画矿井水文地质条件,而且还能将矿井涌水量预测和矿井生产进度紧密结合起来,具有较高的精度。     

重庆大竹堡子山煤矿巷道涌水量预测

本文利用现已有生产水平涌水考察资料及涌水量预测方法,分析了堡子山煤矿巷道涌水量的原因,并结合大量的现场实测数据（见表1）为基础,对堡子山煤矿开采水平巷道涌水量预测,可为类似矿井巷道涌水量预测提供参考。     

毛乌素沙漠南缘煤矿开采涌水及其对浅层地下水影响的预测分析

在毛乌素沙漠南缘煤矿区水文地质特征分析的基础上,构建矿井涌突水预测的地下水三维流数值模拟模型。研究结果表明,矿井涌水量主要来自浅层地下水蒸发量和溢出量的减少,以及地下水储存量的释放;矿井涌水形成了与采空区形态基本一致的浅层地下水位降深场。研究后认为,矿井涌突水量的大小,主要受覆岩垂向渗透性能强弱以及覆岩之上含水层富水程度的影响;矿井涌突水量的极值差与极值比,基本能够反映覆岩之上含水层地下水对矿井涌突水量的贡献与影响。煤矿采空区之上覆岩垂向渗透系数(0. 01～1. 0) m/d,对应的矿井涌突水量变幅最大,增速最快;采空区导水裂隙带一旦导通上覆第四系或白垩系含水层(即覆岩垂向渗透性能的大幅增强),覆岩之上含水层的地下水就会大量漏失,甚至出现疏干含水层的现象,这对浅层地下水流场和溢出量都会造成巨大的影响。     

宁武煤田大汉沟矿区晚石炭-早二叠世煤系水文地质特征

在研究宁武煤田大汉沟矿区地表径流、主要含水层与隔水层、地下水补给、径流和排泄条件的基础上,考虑到矿井充水等因素,计算了矿井涌水量。通过计算2#—5#煤层在不同的底板突水系数条件下安全区、过渡区和危险区的开采水平范围,发现2#—4#煤层大都处于安全区-过渡区,仅5#煤层在最低开采水平至1189.70m时处于危险区。通过计算2#—5#煤层的冒落带和导水裂隙带的高度,发现局部地区下部煤层采空区垮落的导水裂隙大都影响上部煤层的开采。通过分析2#—5#煤层的水文地质类型,认为先期开采地段2#—4#煤层水文地质类型为中等,5#煤层为中等-复杂。通过解析法预算出矿井涌水量,2#—5#煤层的矿井正常涌水量为3738.82m3/d,最大涌水量为249.25m3/h。     

松藻矿区石壕井田东翼Ⅱ区煤层涌水量预测

利用涌水量预测方法,分析了石壕煤矿技改扩能后,矿井设计生产能力由90万t／a,提高到180万t/a的生产能力。利用现有生产水平涌水量的参考资料,对开采东翼Ⅱ区煤层-200标高水平开采提高到矿井生产能力180万t／a的涌水量预测。可供类似矿井涌水量预测提供参考。     

崔家沟煤矿矿井充水因素分析

崔家沟煤矿矿井涌水量呈逐年增大趋势,并于2008年1月17日在2107工作面发生了突水事故,给煤矿的安全生产带来了严重威胁。研究矿井水文地质条件、分析矿井充水因素具有重要的现实意义。根据崔家沟煤矿地质勘探和生产揭露的水文地质观测资料以及煤层开采导水裂隙带高度计算结果的综合分析,认为矿井直接充水水源主要是洛河组砂岩裂隙水和老空区积水,大气降水和地表水为其间接充水水源;主要的充水通道为采动导水裂隙带,其次是断裂构造。     

灵新煤矿西天河下安全开采技术综合分析

为了研究灵新煤矿河下开采引起的覆岩破坏规律和地表移动规律,采用工程地质调查、彩色钻孔孔电视、钻孔冲洗液漏失量法、物理与数值模拟、地应力测量及地表监测等多种研究手段,获得了矿区地应力分布规律、工作面开采的垮落带和导水裂缝带的高度、岩层移动规律及矿压显现规律,实现了L3414综采工作面安全开采和环境保护的双重目标.     

矿井涌水量预测方法及适用性评价

本文在广泛阅读国内外相关文献的基础上,从分布参数法和集中参数法的角度出发,深入地综述和剖析了现有矿井涌水量预测的方法。同时以新汶矿区为实例,运用数值法、解析法和比拟法对矿井涌水量进行预计。与实测数据对比,对预测方法的特点及适用性进行了评价。评价结果表明,对于研究区水文地质资料详实的情况下可利用数值法进行预测。对于研究区资料不够丰富时,可采用数值法进行模拟进行预测,同时利用解析法进行对比。对于新建的矿井,水文地质参数不足时,可使用水文地质比拟法进行预测。这种评价对于类似条件矿井涌水量预测方法选择具有一定的指导意义。     

基于大井法和地下水模型系统数值模拟方法的某矿坑涌水量预测对比分析

摘 要：在矿山实际生产过程中,涌水量精确预测具有重要意义。为解决预测值准确度不够的问题,本文运用大井法和GMS数值模拟方法进行某矿坑涌水量双重预测对比分析。采用地下水动力学“大井法”的承压转无压公式：得出最大降深平均涌水量为47948m3/d,最小降深平均涌水量为46501m3/d;使用GMS数值模拟软件得出矿坑平均涌水量为32000m3/d,最大涌水量为38000m3/d。对二者结果进行对比分析：大井法预测公式是在含水层水平、等厚、均质等严格条件下推导出来的,但矿山实际上并没有完全满足公式的前提条件,其预测结果将会偏大;数值模拟方法适应性强,预测精度高,已经被大量应用于各个方面,由该方法得出的数据将会比大井法得出的数据范围小且更为精确。双重预测方法得出该矿坑涌水量的大范围和小范围预测值,结果表明该矿坑涌水量较大是不争的事实,研究成果将为开采矿山提供技术支撑。     

某煤矿导水裂隙带发育高度计算

某煤矿北翼充填采区地层以奥陶系灰岩作为含煤地层基岩,其上覆岩层中第四系孔隙承压强含水层全区发育,研究充填开采后导水裂隙带发育高度对实现安全开采具有重要意义。本文以等效采高为基础,利用理论计算、数值模拟、相似材料模拟3种方法对某煤矿导水裂隙带发育高度进行预测,得出导水裂隙带高度分别为12.72,12.50,14.28 m。结果表明:3种预测方法相比较具有良好的吻合性,对某矿井的水体下安全开采实际工程实践提供了重要的理论依据。     

首采工作面顶板岩层覆含水量分析及防治水工程实践

针对金家渠煤矿首采工作面采前煤层顶板受含水层威胁,顶板涌水量大、导水裂隙带发育完全等现状,综合应用理论分析、现场实测,基于"大井法"工作面顶板动态补给量预计,分析水源、通道和强度三方面工作面充水条件,预测了工作面开采前顶板水害类型和涌水量大小,提出了以顶板水和离层水为主的"控水采煤"防控技术方案,根据矿井排供水量关系,将疏控水技术与矿井水深度处理技术相结合,实现了该矿区首采工作面顶板水害综合防治开采。     

某煤矿导水裂隙带发育高度计算

 某煤矿北翼充填采区地层以奥陶系灰岩作为含煤地层基岩,其上覆岩层中第四系孔隙承压强含水层全区发育,研究充填开采后导水裂隙带发育高度对实现安全开采具有重要意义。本文以等效采高为基础,利用理论计算、数值模拟、相似材料模拟3种方法对某煤矿导水裂隙带发育高度进行预测,得出导水裂隙带高度分别为12.72,12.50,14.28 m。结果表明：3 种预测方法相比较具有良好的吻合性,对某矿井的水体下安全开采实际工程实践提供了重要的理论依据。     

多元统计方法在煤矿地下水中的应用

在分析任楼煤矿的水文地质条件以及上一石门四含涌水量变化特征的基础上,运用多元线性回归的方法,建立回归方程,并进行实际运用;同时,用地下水动力学中的解析法求取四含水文地质参数,预测涌水量,两种方法对比表明了该方法的合理性。并对未来提高开采上限时进行疏降四含水的两种方案作了对比分析,为矿井防治水决策提供技术依据。     

灰色理论在预测深埋型矿井涌水量中的应用

煤矿地下水动态的预测预报始终存在着计算过程复杂、计算量大、且难以兼顾影响矿井充水的各种因素、精度较低的特点：灰色系统理论则具有高度的概括性、简单的计算过程和极佳的预测精度，因此在工程界得到了广泛的应用。然而，用于矿井涌水量预测的不多，文章以灰色理论GM(1，1)模型为基础、在这方面进行了尝试，效果甚佳。     

多元统计方法在矿井地下水中的应用

在分析任楼煤矿的水文地质条件以及上一石门四含涌水量变化特征的基础上,运用多元线性回归的方法,建立回归方程,并进行实际运用,同时,用地下水动力学中的解析法求取四含水文地质参数,预测涌水量,两种方法对比表明了该方法的合理性.并对未来提高开采上限时进行疏降四含水的两种方案作了对比分析,为矿井防治水决策提供技术依据.     

柴沟矿薄基岩顶巨厚煤层过沟开采防治水技术

在过沟区域开采浅埋薄基岩顶板巨厚煤层时,将面临严重的水害威胁。柴沟煤矿在雨季过沟开采1503工作面,其煤层厚度20 m,埋深200 m.根据开采经验,该条件下回采后形成的裂缝带将直接导通至地表,届时将给井下生产带来严峻的水害威胁。通过对矿井及工作面水文地质条件及充水因素进行全面分析,应用理论计算,对不同地段的涌水量进行预测,认为工作面开采的主要充水水源为地表水和大气降水,且水量较大;充水通道主要为开采形成的顶板裂缝带。故提出"拦截、封堵、疏导"的防治水方案,具体为采前筑坝铺管打泄水孔,采中裂缝封堵及采后回填压实等3个阶段完成,同时提出相应的防治水技术措施,以此确保工作面安全过沟开采。     

阜新矿区矿井水量动态影响因素与补给机理

为了合理有效利用矿井水资源,采用水文与水文地质学和数值模拟方法,研究了阜新矿区矿井水量动态的影响因素与补给机理.研究表明:矿井水量动态变化与当地大气降水动态变化具有相关一致性,地下水向矿井的运动为似稳定状态.该矿区现役矿井年排水量一直高于当地大气降水量(蒸发后)和地下水综合补给量,与巨大降落漏斗影响范围、采动裂隙网络扩张范围等有利于增加接受降水和地下水补给能力的次生水文地质条件有关.矿井水强烈持续抽排,导致土壤趋于干化并产生相应的生态环境问题.当前矿井排水量为矿井水最大可利用量,等同于开采补给量;影响阜新煤矿区矿井涌水量动态的主要因素是大气降水量及其年际分布.