鸳鸯湖矿区矿井涌水量预测方法研究

发布时间：2017-06-17 05:03

  本文关键词：鸳鸯湖矿区矿井涌水量预测方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国煤炭资源丰富，但矿井水害问题已成为制约煤炭工业发展和矿井安全生产的重要问题。矿井水害问题的产生主要源于对矿井突水及可能突水地点、最大涌水量和最大涌水量持续时间等不能进行及时正确的预测。特别是矿井涌水量预测的错误，轻则将会直接影响矿井的正常生产，重则会造成淹井、人员伤亡等危险事故和重大经济损失。相关研究表明，矿井预测涌水量及实际涌水量往往存在较大差异，且有些相差数十倍。因此，如何找出造成两者差异较大的原因并寻求更精确的预测方法，准确、及时地预测矿井涌水量，成为了本文的研究目的。 本文以宁东鸳鸯湖矿区为研究对象，首先通过分析获取水文地质参数的原始资料、计算方法所造成的误差，以及预测数学模型适用性，对比研究区内矿井预测涌水量与实际涌水量的差异；其次，分析形成差异的原因，并对水文地质参数和预测数学模型进行优化；最后，选择红柳煤矿进行实例验证，对其矿井涌水量进行预计。得出主要研究结论如下： （1）对比分析了不同抽水试验方法所得结果的差异。得出单孔稳定流抽水试验所得参数由于受水跃值及影响半径经验公式的影响，计算结果偏小；单孔非稳定流水位恢复计算所得参数，，由于水位埋深及降深较大，水跃值未消除，停泵瞬间剩余降深比实际大，导致参数比实际偏小；使用多孔抽水数据并采用不同方法，计算所得参数相近，但仍然有偏差，本文使用全程曲线拟合法取得了比较好的效果。 （2）研究区矿井涌水模式为煤层顶板直接涌水。矿井的总涌水量随着采掘过程的进行是一个变量，矿井任一时间的总涌水量应是井筒、巷道和已回采完毕工作面的涌水量与正在回采工作面的涌水量之和。正在回采工作面涌水量由冒裂带影响范围内的静水储量和周边含水层侧向径流补给量两部分组成。以此为基础，分别对全矿井、首采工作面、单面进水工作面提出了针对性的涌水量预计方法。 （3）对红柳煤矿矿井涌水量进行预计，预测结果为1413m3/h，实际矿井涌水量为1227m3/h，相比勘探报告中预测的涌水量，精度有较大程度的提高。 综上所述，本文从水文地质参数识别方法选取和预测数学模型建立两方面，分析了矿井涌水量预测产生偏差的原因，对水文地质参数计算及矿井涌水量预测方法进行了优化，并选取典型矿井进行涌水量预测。本文研究结果可为今后水文地质参数计算及矿井涌水量预测提供理论依据与现实参考。
【关键词】：预测涌水量 实际涌水量 水文地质参数 预测模型 鸳鸯湖矿区 红柳煤矿
【学位授予单位】：煤炭科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD742
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.3 研究思路与技术路线15-16
• 1.4 研究内容与方法16-18
• 1.4.1 研究内容16
• 1.4.2 研究方法16-18
• 2 研究区自然条件及矿井概况18-28
• 2.1 自然地理18-20
• 2.1.1 地理位置18-20
• 2.1.2 地形地貌20
• 2.1.3 气候与水文20
• 2.2 地质背景20-23
• 2.2.1 地层与岩石20-21
• 2.2.2 煤层21-22
• 2.2.3 构造特征22-23
• 2.3 水文地质条件23-26
• 2.3.1 地下含（隔）水层特征23-25
• 2.3.2 研究区地下水补给、径流与排泄条件25-26
• 2.4 矿井开采现状及充水因素分析26-28
• 2.4.1 矿井开采现状26
• 2.4.2 矿井充水因素分析26-28
• 3 研究区矿井涌水量预测影响因素分析28-39
• 3.1 矿井涌水机理28
• 3.2 矿井涌水量影响因素分析28-34
• 3.2.1 导水裂缝带发育高度28-31
• 3.2.2 上覆含水层厚度及富水性31-32
• 3.2.3 开采面积及强度32-33
• 3.2.4 水压33-34
• 3.3 矿井涌水量预测的影响因素分析34-39
• 3.3.1 水文地质参数35-37
• 3.3.2 数学模型37-39
• 4 研究区矿井涌水预测值与实际值差异原因分析39-58
• 4.1 矿井涌水量预测值与实际值对比分析39-41
• 4.2 水文地质参数影响因素及精确性分析41-54
• 4.2.1 原始资料对水文地质参数的影响41-46
• 4.2.2 求参方法对水文地质参数的影响46-54
• 4.2.3 水文地质参数精确性分析54
• 4.3 预测方法和模型合理性分析54-58
• 4.3.1 矿井涌水量组成54-55
• 4.3.2 预测方法合理性分析55-58
• 5 研究区矿井涌水量预测方法研究58-78
• 5.1 水文地质参数选取58-65
• 5.1.1 煤田水文勘探改进措施58-59
• 5.1.2 消除水跃值的方法59-61
• 5.1.3 水文地质参数计算61-65
• 5.2 工作面涌水量预测方法65-70
• 5.2.1 静态储量估算方法66-69
• 5.2.2 动态补给量预测方法69-70
• 5.3 矿井涌水量预测方法研究70-72
• 5.4 实例验证72-78
• 6 结论与展望78-80
• 6.1 结论78-79
• 6.2 研究不足与展望79-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-85
• 附录85

【参考文献】

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本文编号：457383