图6 回采工作面工程涌水量动态变化曲线
Fig.6 Dynamic variation curves of engineering inflows in mining face
(a)2099回采工作面;(b)2393回采工作面
6 煤9顶板砂岩充水含水层采前预疏放渗流场预测
上述2个回采工作面的顶板涌水量预测结果表明,其涌水量比较大.因此,从荆各庄矿目前工作面的排水能力和提高及排水效益角度考虑,笔者对煤9顶板砂岩裂隙充水含水层进行了回采前预先疏放的预测计算.在此基础上,对煤9回采的2099和2393两工作面又进行了涌水量的二次动态预测,结果其预测涌水量大幅度减少.这些结论为荆各庄矿最终制定合理的防治水决策方案提供了极其重要的科学依据.
7 结论与建议
(1)“三图-双预测法”从对煤层顶板涌(突)水条件的定性综合分析,到回采工作面工程涌(突)水量和采前预疏放量的定量模拟预测,形成了一整套系统的研究思路和研究方法.
(2)煤层回采导致的顶板涌(突)水灾害发生的根本原因,就是煤层回采形成的顶板导水裂隙带沟通了上覆直接充水含水层,并且含水层在回采工作面冒落范围对应的部位富水性较强.因此顶板涌(突)水条件分析不外乎包括两个方面内容:煤层回采顶板冒落安全性分析和顶板直接充水含水层富水性分析.
(3)运用多源地学信息复合叠加原理,根据多个水文地质物理场的不同特征,相互对比验证,互相弥补不足,对充水含水层的富水性进行了系统综合分析.
(4)尽管本文在顶板导水裂隙带发育高度计算上未能彻底摆脱沿用《矿井水文地质规程》经验公式的弊病,但通过对大量勘探钻孔柱状图岩性岩相变化特征的系统研究,对裂隙带发育高度计算结果进行了岩性校正,因而其计算结果相对比较符合实际.笔者建议在有条件的情况下,应该采用应力应变分层数值仿真模拟方法计算煤层顶板“上三带”的发育高度.
(5)Zone Budget是目前国际上通用专业软件系统Visual Modflow 的一个独特功能,对预测精度要求较高的回采工作面的整体和分段工程涌水量的动态预测具有一定优势. ■
作者简介:武强(1959-),男,教授,博士生导师.1991年在中国地质大学(北京)获得博士学位.主要从事矿井防治水、地质灾害和生态环境方面的研究工作.出版《华北型煤田矿井防治水决策系统》等专着3部,发表“GIS技术在预报煤层回采前方小构造的应用潜力”等论文60余篇.
作者单位:武强(中国矿业大学 北京校区,北京 100083)
黄晓玲(中国矿业大学 北京校区,北京 100083)
董东林(中国矿业大学 北京校区,北京 100083)
殷作如(开滦矿务局,河北 唐山 063018)
李建民(开滦矿务局,河北 唐山 063018)
洪益清(开滦矿务局,河北 唐山 063018)
张厚军(开滦矿务局,河北 唐山 063018)
参考文献:
〔1〕武 强.华北型煤田矿井防治水决策系统〔M〕.北京:煤炭工业出版社,1995
〔2〕赵全福 主编.煤矿安全手册〔M〕.北京:煤炭工业出版社,1992
〔3〕薛禹群.地下水动力学原理〔M〕.北京:地质出版社,1989