安全区与非安全区的界限.但由于影响导水裂隙带发育高度的因素很多,除采厚外,开采方法、覆岩段岩性岩相变化及地质构造等均是其控制因素.因此综合考虑多方因素,确定了煤9顶板冒落安全性分区方案(见图2).

图2 煤9开采顶板冒落安全性分区
Fig.2 Division map of caving in safety
for mining coal seam No.9
整个井田分为A,B,C,D,E 5个区域.最安全的区域是A区,该区导水裂隙带发育高度小于覆岩段厚度,E区最危险,其导水裂隙带高度远大于覆岩厚度.
4 煤9开采顶板涌(突)水条件综合分区研究
开采深部煤层导致顶板涌(突)水灾害发生,其充分必要条件是煤层回采形成的导水裂隙带沟通了上覆充水含水层,且直接充水含水层在回采工作面对应位置的富水性较强.
根据上述煤9开采顶板冒落安全性分区和煤5顶板砂岩裂隙含水层富水性分区的研究成果,笔者复合叠加两个分区所有地学信息,提出了煤9开采顶板涌(突)水条件定量评价的综合分区划分方案(见图3).整个井田以向斜轴为界,分为A和B两大区.其中A区突水危险性小,因为该区上覆充水含水层的富水性较差,即使煤层开采顶板冒落至上覆含水层,也不会诱发大的涌(突)水灾害;B区则突水危险性较大,因为该区上覆充水含水层的富水性较好,而且在该区范围内,大部分区域导水裂隙带发育高度均大于覆岩段厚度.A区可进一步细分为2个子区,B区可细分为4个子区,其突水危险性由小到大依次为
A-1区→A-2区→B-1区→B-2区→B-3区→B-4区.

图3 煤9开采顶板冒落涌(突)水条件综合分区
Fig.3 Synthetic division map of caving in water-
bursting condition for mining coal seam No.9
5 煤9回采工作面顶板工程涌(突)水量动态预测
根据煤9顶板涌(突)水量预测的水文地质概念模型,应用国际上先进的Visual Modflow专业软件系统建立了三维数值模拟模型〔3〕,并利用1393工作面突水资料进行了模型识别,其拟合结果见图4和图5.

图4 煤5顶板砂岩裂隙含水层第四时段
观测孔水位与计算水位对比
Fig.4 Comparison map between observation level
and calculation level of fourth term in
sandstone aquifer on coal seam No.5

图5 煤5顶板砂岩裂隙含水层观测孔的
水位拟合
Fig.5 Water level fitting map for observation
holes in sandstone aquifer on coal seam No.5
应用Visual Modflow先进的Zone Budget功能,根据相邻工作面周期来压规律,对即将回采的2099和2393工作面的工程涌水量进行了随工作面不断向前推进(以周期来压步距为单位)的动态预测.随2099工作面的推进,其涌水量变化不大,变化范围为1.685~1.592 m3/min(见图6(a)).2393工作面涌水量则随其推进逐渐增大,由1.125 m3/min增加到2.17 m3/min(见图6(b)).
