我国华北隐伏型煤田的煤系地层普遍被第四系松散层覆盖,其中的松散承压含水层在煤矿生产中常带来矿井突水、地表沉降、井筒变形破坏等水文地质灾害,造成了巨大的经济损失和人员伤亡。渗透系数是反映松散承压含水层土体介质渗透能力的重要参数,针对其值的合理估算,对该类煤矿水文地质灾害的防治具有重要指导意义。目前,华北隐伏型煤田松散承压含水层渗透系数往往仅通过现场抽水试验确定,基于地质勘探钻孔信息与数据估算松散承压含水层渗透系数的模型研究较少。论文通过收集淮北煤田祁东煤矿松散承压含水层已有抽水试验的钻孔信息与数据,选取承压含水层厚度、泥层砂层比、最厚砂层占比、有效应力与有效粒径作为影响因素,分别与渗透系数进行相关性分析。最终确定有效粒径、有效应力、泥层砂层比为关键影响因素,并分析其对渗透系数的影响规律。结果表明,松散承压含水层渗透系数随有效粒径的增加而增大,随有效应力和泥层砂层比的增加而减小。在此基础上,采用多元线性回归分析,提出了基于有效粒径、有效应力、泥层砂层比的渗透系数估算模型。并将该估算模型应用于淮北煤田祁南、朱仙庄、青东煤矿松散承压含水层渗透系数的估算中,结果显示估算结果与试验值一致。
1 研究区概况与数据获取
1.1 祁东煤矿地质概况
1.2 抽水钻孔数据
2 渗透系数的关键影响因素
3 渗透系数随关键影响因素的变化规律
3.1 有效粒径d10
3.2 有效应力σ
3.3 泥层砂层比I
4 模型的建立
5 模型的验证及分析
6 结论
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