• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
蒙陕深埋矿区工作面涌水量全生命周期演化规律
  • 作者

    刘洋杨建周建军

  • 单位

    中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西省“四主体一联合”黄河流域中段矿区(煤矿)生态环境保护与修复校企联合研究中心

  • 摘要
    蒙陕深埋矿区属于新开发矿区,煤炭开采扰动下水文地质特征仍不清楚,基建和生产过程中发生了多种类型的水害问题,其中工作面回采过程中和回采结束后的涌水变化特征研究处于空白,给井下排水系统设置和防治水工作开展增加了难度。为查清工作面回采前后的全生命周期涌水量演化规律,开展顶板含水层分布、导水裂隙带发育、涌水量变化等方面的实测研究。结果表明:煤层顶板地层均属于河流/河湖相沉积,空间上呈含隔水层互层状展布,隔水层的主要岩性为泥岩、砂质泥岩;受控于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的单斜构造,含煤地层高程在蒙陕接壤区最低,其顶板侏罗纪煤系含水层属于区域性地下水滞流区。煤层顶板地层在中生代沉积旋回作用下,发育了3层直接充水含水层,其中直罗组七里镇砂岩(Ⅰ号含水层)距离3-1煤层顶板77.4~109.4 m,呈富水强、水压高的特点;导水裂隙带实测高度为103.4 m,裂采比18.8,工作面回采过程中导水裂隙带将发育至Ⅰ号含水层。工作面回采前期,随着导水裂隙带向上发育沟通不同含水层,采空区涌水量呈阶段性增加,工作面回采至300 m左右,采空区涌水出现第一个峰值;工作面回采中后期,导水裂隙带持续周期性发育,导致顶板含水层破坏范围不断扩大,采空区涌水量仍呈台阶式增加;工作面回采结束前后,采空区范围内顶板导水裂隙带发育最强烈、范围最大,出现采空区涌水量最高值;工作面回采结束后,在其顶板隔水层中泥质组分的自弥合作用下,隔水层逐渐再造,导水裂隙宽度变窄、数量变少,采空区涌水量“缓坡式”衰减(每小时几十立方米以内)。对工作面涌水量实现全生命周期演化规律掌握,可以为蒙陕深埋矿区井下工作面防治水工作提供科学依据。
  • 关键词

    蒙陕接壤区工作面涌水量全生命周期关键含水层隔水层再造

  • 基金项目(Foundation)
    陕西省重点研发计划项目(2022SF-046);中煤科工集团西安研究院有限公司创新基金顶层设计项目(2020XAYDC03);中煤科工集团西安研究院有限公司创新基金技术研究项目(2020XAYJS05);
  • 文章目录
    1 蒙陕深埋矿区概况
    2 开采水文地质条件
    3 工作面涌水量变化规律
    3.1 回采前期变化特征
    3.2 回采中后期变化特征
    3.3 回采结束后变化特征
    3.4 其他工作面涌水量变化规律
    4 结论
  • 引用格式
    刘洋,杨建,周建军.蒙陕深埋矿区工作面涌水量全生命周期演化规律[J].煤田地质与勘探,2022,50(12):152-158.
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