山西原平國榮煤礦地下水災(zāi)害預(yù)測與防治研究.pdf

1、我國是煤炭大國，在今后的很長一段時間，煤炭都將是我國最重要的可利用能源之一。長期以來，因為煤礦地下水災(zāi)害而帶來的人身傷亡和經(jīng)濟損失嚴(yán)重。本文以山西原平國榮煤礦礦區(qū)為研究對象，查清分析該礦礦井的水文地質(zhì)條件，研究礦井的突水機理，探索科學(xué)的礦井涌水量計算方法，預(yù)測煤礦地下水引發(fā)的災(zāi)害，提出地下水災(zāi)害有效防治措施，對確保煤礦礦井的安全生產(chǎn)，無論從理論上，還是在實踐的需要上，都顯得十分必要。本文得到以下主要成果和認(rèn)識：
　　 1、在礦區(qū)

2、進行野外綜合地質(zhì)調(diào)查及收集資料的基礎(chǔ)上，對原平國榮煤礦礦區(qū)范圍內(nèi)的地層巖性分布、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造特征、工程地質(zhì)條件以及水文地質(zhì)條件等進行較系統(tǒng)和詳細(xì)的分析和研究。
　　 2、根據(jù)對礦區(qū)水文地質(zhì)條件分析和研究可知，開采的2、5號煤層直接充水含水層為其頂板以上砂巖裂隙含水層，井田內(nèi)存在不同程度的導(dǎo)水性和富水性。通過分析煤礦的充水水源和充水途徑可知，該井田對煤層開采危害嚴(yán)重的是奧陶系灰?guī)r，雖然其為煤礦充水的間接水源，但由于斷層的存在

3、，縮短了含水層與煤層之間的距離，由于奧陶系灰?guī)r水具有靜儲量大、水壓高等特點，一旦發(fā)生突水，涌水量大，難于疏干，潛在危害嚴(yán)重。
　　 3、運用富水系數(shù)比擬法、解析法、水文地質(zhì)比擬法等對礦井涌水量進行預(yù)測，并且還應(yīng)用Excel對該礦的涌水量進行了估算。通過分析和預(yù)測可知，當(dāng)開采水平為+100m時，礦坑的涌水量為15～55m3/h；當(dāng)開采水平為+0m時，礦井涌水量最大可達(dá)68m3/h。
　　 4、通過不同的計算方法對比分析可知

4、，利用Excel的計算功能完成礦井涌水量計算，一定程度上，能夠避免一些傳統(tǒng)計算方法的效率較低、誤差較大、容易出錯、專業(yè)軟件價格昂貴的缺點，在工程實踐中具有實用參考價值。
　　 5、通過原平國榮煤礦礦坑突水機理的研究分析可知，影響突水的因素有含水層的富水性、水壓、結(jié)構(gòu)面、工程采動和隔水底板這五個主要因素，其中結(jié)構(gòu)面和高水壓是主導(dǎo)因素，采動礦壓是誘導(dǎo)因素，隔水層厚度是制約因素，而水源的存在是最基本的因素。
　　 6、利用突水

5、系數(shù)法和突水概率指數(shù)法對該礦分析得知，5號煤層的臨界突水系數(shù)為0.05397MPa/m，2號煤層的臨近突水系數(shù)為O.02169MPa/m。經(jīng)過突水概率指數(shù)法分析得知0.06是此煤田發(fā)生突水的最小突水概率，只有當(dāng)突水概率大于0.15時，才可能發(fā)生突水。
　　 7、針對原平國榮煤礦的特點，提出了具體的地下水災(zāi)害防治措施。可以從地面防水和井下防水兩個方面進行煤礦突水災(zāi)害的預(yù)防。在地表可開挖排水溝和防水堵漏等措施。井下預(yù)防可采用封堵涌水