摘要
煤矿水害是指煤矿在建设开发过程中，不同形式、不同水源的水通过特有的途径进入矿坑，并给矿山建设或生产带来影响或灾害的过程与结果。充水水源和充水途径是构成煤矿充水的必备条件，充水量的大小决定着充水的危害程度，近20年来我国共发生过157起重大煤矿突水事故，给国家造成了严重的经济损失。研究煤矿的充水条件，从根本上控制水害事故的发生，是煤矿生产中解决的重要的问题。 荥阳王河煤矿属于岩溶充水矿床，煤层底板分布有奥陶系灰岩含水层，项板有石炭系太原组灰岩含水层，水文地质条件比较复杂，自建井以来深受水患影响，共发生突水事故60余次，严重制约着煤矿的安全生产。随着开采规模的扩大和开采深度的增加，水害威胁程度更加严重。全面研究矿区岩溶水的补给、径流和排泄条件，总结岩溶水分布和运移规律，在此基础上对矿井涌水量进行预测，已成为当务之急。通过资料收集与水文地质调查和同位素分析等手段，对矿区水文地质特征进行了总结，重点分析了矿井充水水源、充水途径和突水规律，最后利用水文地质比拟法、线性回归法及数值模拟法(数值模拟软件)预测了矿并的涌水量。 主要研究的结论如下： 1、从矿井历次突水的水源出发，分析充水水源主要为奥灰岩溶水，其次为L1-2灰岩岩溶水，二者水力联系密切；充水途径主要是断裂构造带和岩溶裂隙，其次是采矿所造成的地表裂隙；±0水平下山岩溶水害较上山严重，且突水强度呈现西翼高东翼低的特征，随着开采深度的继续增大，突水危险性也将增大。 2、王河矿突水主要因素有水压、裂隙和小断层、采掘活动和回采面积以及底板隔水层厚度。通过突水系数法计算结果：111采区轨道巷-155水平大巷和109采区-162大巷上一1煤底板突水系数超过临界突水系数很多，极有可能发生突水；109采区轨道巷三平台(-105水平)及111轨道下山二平台(-100水平左右)上发生突水的可能性也较大。回采以上工作面时要注意疏放水。 3、分析矿坑的涌水量现状及其影响因素，本文使用了水文地质比拟法、回归法及有限差分数值法三种不同方法对王河煤矿不同开采水平矿坑涌水量进行了预测。不同方法计算结果有所不同，其中水文地质比拟法预测的涌水量结果：Q正常=4136m3/h，Q最大=5790m3/h；煤层底板标高最低为-150m，目前水位+10m，预算水位降深增幅达到160m的线性回归法预测的涌水量结果：Q正常=3859m3/h，Q最大=5403m3/h，数值法预测的不同水平的涌水量分别为预测结果：第一开采水平开采1年正常和最大涌水量分别为1560 m3/h和2220 m3/h；开采2年正常和最大涌水量分别为880 m3/h和1247 m3/h。：第二开采水平水量分别为965m3/h和1365 m3/h；开采2年正常和最大涌水量分别为674 m3/h和952 m3/h。 4、通过煤矿的充水条件分析和涌水量预测，为了预防煤矿发生水害事故，提出防治水措施。首先要做到事先探水，疏水降压，封堵涌水通道，修建防水闸，建立完善的防排水系统，一旦突水，立即采取排水措施，把水患危害降到最低。
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