基于产流-汇流-渗流充水模式的黄土梁峁区过沟开采涌水量预测

发布时间：2024-12-18 06:52

　　 为保障黄土梁峁区浅埋煤层安全过沟开采,开展过沟开采工作面涌水量预测研究。采用野外地质调查查明研究区沟道特征,分析研究区煤炭开采沟道洪水充水模式。基于水力学理论,推导黄土梁峁区沟道洪水涌入采煤工作面的流量计算公式,并开展工程检验。结果表明:黄土梁峁区沟道洪水经产流-汇流-渗流模式涌入采煤工作面;基于采煤工作面产流-汇流-渗流充水模式,提出过沟开采正常和最大涌水量计算公式。经工程实践检验,提出的计算模型能够较准确预测涌水量,误差仅为3.2%。依据涌水量计算公式,提出相应的防治水措施,研究结果可为类似采矿地质条件过沟开采提供借鉴。

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【部分图文】：

图1 黄土梁峁区过沟开采充水模式示意图

依据研究区采矿地质条件,绘制图1所示的过沟开采充水模式,即产流-汇流-渗流模式。(1)产流阶段。

图2 工作面过沟开采工程示意图

如图2所示,研究区N15201综采工作面位于一盘区的东北部。该采煤工作面开采的5-2煤层整体赋存较稳定,埋藏深度51.5～164.8m。煤层倾角1°～3°,厚度变化幅度相对较小,在5.0～6.2m,平均厚度5.6m。N15201地表植被稀疏,有种植的农作物,部分区域栽植有人....

图3 研究区黄土梁峁区地形

N15201地表植被稀疏,有种植的农作物,部分区域栽植有人工林。该工作面所属地貌为典型的陕北黄土高原地貌,梁、峁发育(图3)。在工作面中东部有一条沟(南沟),旱季该沟处于干涸状态,雨季则有沟道洪水通过,且南沟上游无其他已经开采的工作面。在旱季N15201综采工作面通过了南沟,并在....

图4 采动后不稳定的黄土边坡

黄土梁峁区煤炭开采后地表边坡常常不稳定(图4),若不治理,在雨季或其他工程扰动时会诱发边坡失稳,进而堵塞沟道。依据预测式可以看出,若沟道所有的产流-汇流的水量全部涌入采煤工作面,张家峁N15201综采工作面的正常涌水量(正常降雨强度)将达到477.77m3/h,是式(6)预测结....

本文编号：4017104