半固结砂岩含水层采前预疏降临界水位确定方法下载

weixin_39820780 2020-10-02 02:30:28

基于蒙东地区煤层顶板砂岩含水层群所具有的特殊富水性及半固结性,该区数以亿吨的煤炭资源普遍存在着突水溃砂的危害,对半固结砂岩含水层进行采前预疏降成为这种条件下必需的技术手段,而半固结砂岩含水层采前预疏降安全临界水位的确定,则成为预疏降工程最关键的技术指标。为了实现敏东一矿首采工作面顶板半固结砂岩含水层下的安全开采,分别应用大井解析法与Visual MODFLOW数值模拟法对含水层采前预疏降水位的确定进行研究。研究得出,在工作面排水能力固定的前提下,大井法与数值模拟法确定采前预疏降安全临界水位分别为距离煤层顶板68.4,45.0 m,实际推采数据表明,数值法预计结果与实际情况更为接近。2种方法的研
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基于蒙东地区煤层顶板砂岩含水层群所具有的特殊富水性及半固结性,该区数以亿吨的煤炭资源普遍存在着突水溃砂的危害,对半固结砂岩含水层进行采前预疏降成为这种条件下必需的技术手段,而半固结砂岩含水层采前预疏降安全临界水位的确定,则成为预疏降工程最关键的技术指标。为了实现敏东一矿首采工作面顶板半固结砂岩含水层下的安全开采,分别应用大井解析法与Visual MODFLOW数值模拟法对含水层采前预疏降水位的确定进行研究。研究得出,在工作面排水能力固定的前提下,大井法与数值模拟法确定采前预疏降安全临界水位分别为距离煤层顶板68.4,45.0 m,实际推采数据表明,数值法预计结果与实际情况更为接近。2种方法的研究数据为矿井安全合理地进行疏水采煤提供了重要的科学依据。

为了科学合理地评价煤层顶板砂岩含水层疏放水效果,在工作面涌水量预测方面,采用含水层静储量和动态补给量联合预测的方法,结合钻孔疏放水总量和残余水量进行分析:当钻孔疏放水总量等于或大于含水层静储量,且钻孔残余水量等于或小于含水层动态补给量时,即可判断煤层顶板砂岩含水层疏放水效果良好。实例分析表明,含水层静储量和动态补给量联合预测的结果与实际情况较为吻合,并且当钻孔疏放水总量大于含水层静储量、钻孔残余水量小于含水层动态补给量时,实现了工作面的安全回采。利用工作面涌水量预测结合钻孔疏放水观测资料的方法评价煤层顶板砂岩含水层疏放水效果科学合理,可以应用到类似工作面采前的水文地质条件安全评价中。

煤层顶底板砂岩水害是常见的矿井水害类型之一,其影响程度与含水层富水性密切相关。以营盘壕煤矿22采区2煤层为例,分析了顶板砂岩含水层的富水性影响因素,选取了以砂岩等效厚度、砂岩岩性系数、岩芯采取率及砂泥岩层比率等4项指标作为含水层富水性的评价指标,采用熵权系数法、主成分分析法和层次分析法确定各指标的权重,构建富水性预测模型,基于该模型对砂岩含水层的富水性进行评价。结果表明,研究区顶板砂岩含水层富水性具有强、中、弱3个等级的分区,其中直罗组砂岩含水层以弱-中等富水区为主,强富水区零星分布,志丹群砂岩含水层则以中等-强富水区为主,弱富水区零星分布。富水性评价结果与钻孔抽(放)水试验的单位涌水量具有较好的一致性。

巴彦高勒煤矿位于呼吉尔特矿区南部。矿井首采煤层为侏罗系延安组上部3-1煤层,煤层开采时主要受顶板砂岩含水层水害威胁。为了保证工作面安全回采,在回采前需将顶板砂岩含水层疏放至不承压状态。因此为了提高疏放水效率,从施工思路、施工工艺和疏放方面对快速疏放水技术进行优化和研究。

小纪汗井田是以2号煤层为主含水层的矿井,为确保煤层安全回采,采用RFPA2D对煤层开采进行数值模拟,分析了煤层为主含水层开采时采动裂隙演化和支承压力特征,对现场进行了实测,得出了煤层为主含水层采动中覆岩裂隙演化特征。研究结果表明:采动裂隙是2号煤层的主要充水通道;利用RFPA2D数值模拟对导水裂隙带发育高度的预测与实测结果吻合良好,但结果比较保守。

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