平禹四矿矿井涌水量计算

许江涛

摘要：通过分析矿井水文地质情况，进而对二1煤层底板灰岩含水层为主要充水水源的水文地质条件等进行确定，同时分别采用比拟法和大井法两种方法，计算了-270m、-400m水平的涌水量，预测了矿井生产中最大涌水量，为矿井水害防治和安全生产提供了参考。

关键词：煤矿 涌水量 比拟法 大井法

1 矿区概况

四矿位于禹州煤田虎头山正断层南侧，西部边界位于杨园-三峰山中峰-宋家寨一线；东部边界位于苏王口-三峰山东峰-后袁一线；北部边界位于寨北-苏沟-刘垌-五二0粮店一线；南部边界位于山杨-山李-后袁-东大沟一线。建井初期，受各种因素的影响和制约，其开采主要集中在六2、七2煤层，同时将排水系统布置在-20m水平，现在该煤层已经停止开采。目前，开采的矿井主要集中在二1煤层，其排水系统主要布置在-270m水平，并且矿井呈现出延深至主下山采区的趋势，在这种情况下，其排水系统布置在-400m水平。这次矿井涌水量预测分-270m和-400m水平分别计算。二1煤层顶板含水层富水性弱，水文地质条件简单，底板含水层富水性中等，水文地质勘查类型属底板进水为主的水文地质条件中等的岩溶充水矿床。

2 水文地质边界条件

从实际情况来看，整个矿区的东、西、南都属于自然边界，北部属于虎头山正断层，该矿井具备导水性的特点，通常情况下，可以视为一个透水边界。

3 涌水量预测

在矿井涌水量测量方面，通常情况下，根据开采时的实际矿井涌水量资料，分别采用比拟法及大井法对二1煤层-270m水平和-400m水平进行相应的预测处理。

3.1 比拟法

3.1.2 参数选择。①Q0取2005年矿井涌水量实测平均值138.10m3/h。②S0采用矿区周边平均水位标高

-40.00m，降至-270m的疏排降深230.00m。S为预测时水位降至-270m水平的疏排降深230.00m，水位降至-400m水平的疏排降深360.00m。③F0为2005年巷道系统的控制面积，从采掘平面图上量取，约960000m2。④F为-270m水平巷道系统的控制面积，从二1煤层底板等高线及资源储量图上量取2930000m2，-400m水平巷道系统控制面积由二1煤底板等高线及资源储量图计算而得4190000m2。

将参数代入公式1进行计算。-270m水平矿井正常涌水量为182.5m3/h；-400m水平矿井正常涌水量为312.4m3/h。

3.2 大井法

3.2.1 公式选择。根据矿区水文地质边界条件，大井法预测矿井涌水量，选择公式如下：

顶板：Q=1.366K（2H-M）M/（lgR-lgr0）（2）

底板：Q=2.732KMS/（lgR-lgr0）（3）

Q——预测矿井涌水量（m3/h）；K——含水层渗透系数（m/d）；M——含水层厚度（m）；H——顶板含水层的水柱高度（m）；S——至预测水平的疏排降度（m）；R——大井影响半径（m）；R0——大井这算半径（m）。

将上述参数代入公式2或3进行计算。-270m水平：顶板水：3606.1m3/d （100.1m3/h）。底板水：2825.1m3/d

（104.1m3/h）。-400m水平：顶板水：4506.7m3/d （133.4m3/h）。底板水：3521.1m3/d（136.7m3/h）。-270m水平正常矿井涌水量为204.2m3/h，-400m水平正常矿井涌水量为270.1m3/h。上述两方法计算的矿井正常涌水量有一定差异，可选用比拟法计算的矿井涌水量作为矿井正常涌水量，最大涌水量取正常涌水量的1.7倍即可。矿井-270m水平正常涌水量取182.5m3/h，最大涌水量取310.3m3/h；-400m水平正常涌水量取312.4m3/h，最大涌水量取531.1m3/h；上述正常涌水量和最大涌水量可作为矿井疏排的依据。

参考文献：

[1]苗永亮.平禹六矿水文地质特征及充水因素分析[J].西部探矿工程，2010（07）.

[2]常辉，李锦鑫.禹州煤田梁北二井矿井涌水量计算与评价[J].黑龙江科技信息，2010（21）.

[3]陈江峰，许亚坤.芦沟煤矿水文地质特征及矿井涌水量计算[J].煤矿安全，2009（11）.