梁家煤矿1111工作面顶板涌水量预测方法研究

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矿井涌水量是矿山建设和生产过程中单位时间内流入矿井的水量,是矿山设计部门确定排水设备和制定防治水措施的主要依据。矿井涌水量的准确预测对于预防矿井突水、淹井等矿山恶性事故,降低生产成本,确保矿井安全生产有着重要的理论和实际意义。  本文通过收集资料和文献,简述了梁家煤矿所处地理位置、地形地貌与水系、气象条件等地理条件,矿区地层、矿区构造等地质情况以及水文地质概况、充水条件等水文地质情况。  在对影响开采工作面顶板水涌出的因素进行分析的过程中,简述了覆岩采动破坏对顶板水涌出的影响,总结了顶板水涌出的基本影响因素,包括水体的位置、导水裂隙带高度、顶板隔水层透水性、上覆含水层富水性、含水层水压和地质构造等。分析了矿井涌水量预测的复杂性和常见的失误原因,介绍了几种常见的涌水量预测方法,包括解析法、数值法、Q-S曲线外推法等。在系统的收集梁家煤矿1111工作面矿井物探、钻探资料、抽水试验资料和水文地质条件的基础上,首先分析了1111工作面顶板泥岩与泥灰岩互层、泥灰岩电磁探测成果图,并绘出1111工作面涌水量统计结果图;然后对1111工作面煤层顶板充水含水层富水性分区进行了划分;随后利用达西定律和地下水动力学解析法对不同区段涌水量进行了预测,绘制出了涌水量与工作面推进长度之间关系的示意图,并对预测结果进行了评价。最后在几组抽水试验数据的基础上使用Q-S曲线预测法对涌水量进行了预测。  由于采取不同方法预测的结果有可能不同,因此在判断曲线方程类型的时候,分别采用了曲度法、差分法、直线图解法和Matlab拟合法。最后又用还原检验法对所求的曲线方程进行验证,从而选出最优方程。
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