煤层采动顶板水文地质参数演化与矿井涌水量动态计算方法

• Published in: 煤炭学报 Vol. 48; no. 2; pp. 833 - 845
• Main Authors: 徐智敏, 陈天赐, 陈歌, 李剑锋, 孙亚军, 李鑫, 袁慧卿, 何也
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 矿山水害防治技术基础研究国家级专业中心实验室,江苏徐州221116%中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221116%徐州矿务集团有限公司,江苏徐州 221007 01.02.2023; 中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221116
• Subjects: 变参计算; 开采扰动; 动态计算; 水文地质参数演化; 矿井涌水量
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.XH22.1666

TD745; 为预防煤矿采掘过程中突水事故的发生,开展矿井突水预测预报尤其是涌水量的精准计算尤为重要.以目前矿井涌水量计算普遍采用的解析法(也称"大井法")为例,针对采动顶板水文地质参数演化与矿井涌水量动态精准计算之间的矛盾问题,在进一步分析笔者团队前期研究成果的基础上,阐述了采动顶板破坏过程中涌水形成机制和水文地质参数演化规律,探索性提出了变参条件下矿井涌水量动态计算方法,并进行了工程应用与可靠性评价.研究表明:采动诱发顶板直接充水含水层的渗透系数(K)呈"稳定增加—波动变化—恢复稳定"的变化特征,水位降深(S)和影响半径(R)呈"快速增加—略微下降—恢复稳定"的变化特征;传统解析法预计涌水量时在边界条件概化、参数选取以及计算过程存在误差,论文提出了矿井涌水量动态计算方法,即考虑采空区面积、水位漏斗动态变化过程的"移动大井"理论模型,以初次(周期)垮落步距为计算单元依次概化"移动大井",渐次计算工作面推进过程中的动态涌水量;以徐矿集团下属某矿1306工作面为例,分别开展了工作面回采过程中引用影响半径(Ro)单参数变化和引用影响半径(Ro)、水位降深(S)双参数变化条件下的矿井涌水量动态计算,计算结果显示单参数和双参数变化条件下的矿井涌水动态计算方法可显著提高其计算精度,其相对误差平均值由传统解析法的140.7％可分别降低至88.7％、10.3％.研究成果可为矿井长期开采过程中干扰流场演化的推演,以及工作面回采过程中不同阶段矿井涌水量的动态、精准计算奠定方法基础,为矿井防治水工作开展和合理配备防排水设施提供依据.