為保障黃土梁峁區(qū)淺埋煤層安全過溝開采,開展過溝開采工作面涌水量預測研究。采用野外地質(zhì)調(diào)查查明研究區(qū)溝道特征,分析研究區(qū)煤炭開采溝道洪水充水模式�；谒W理論,推導黃土梁峁區(qū)溝道洪水涌入采煤工作面的流量計算公式,并開展工程檢驗。結(jié)果表明:黃土梁峁區(qū)溝道洪水經(jīng)產(chǎn)流-匯流-滲流模式涌入采煤工作面;基于采煤工作面產(chǎn)流-匯流-滲流充水模式,提出過溝開采正常和最大涌水量計算公式。經(jīng)工程實踐檢驗,提出的計算模型能夠較準確預測涌水量,誤差僅為3.2%。依據(jù)涌水量計算公式,提出相應的防治水措施,研究結(jié)果可為類似采礦地質(zhì)條件過溝開采提供借鑒。

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圖1 黃土梁峁區(qū)過溝開采充水模式示意圖

依據(jù)研究區(qū)采礦地質(zhì)條件,繪制圖1所示的過溝開采充水模式,即產(chǎn)流-匯流-滲流模式。(1)產(chǎn)流階段。

圖2 工作面過溝開采工程示意圖

如圖2所示,研究區(qū)N15201綜采工作面位于一盤區(qū)的東北部。該采煤工作面開采的5-2煤層整體賦存較穩(wěn)定,埋藏深度51.5～164.8m。煤層傾角1°～3°,厚度變化幅度相對較小,在5.0～6.2m,平均厚度5.6m。N15201地表植被稀疏,有種植的農(nóng)作物,部分區(qū)域栽植有人....

圖3 研究區(qū)黃土梁峁區(qū)地形

N15201地表植被稀疏,有種植的農(nóng)作物,部分區(qū)域栽植有人工林。該工作面所屬地貌為典型的陜北黃土高原地貌,梁、峁發(fā)育(圖3)。在工作面中東部有一條溝(南溝),旱季該溝處于干涸狀態(tài),雨季則有溝道洪水通過,且南溝上游無其他已經(jīng)開采的工作面。在旱季N15201綜采工作面通過了南溝,并在....

圖4 采動后不穩(wěn)定的黃土邊坡

黃土梁峁區(qū)煤炭開采后地表邊坡常常不穩(wěn)定(圖4),若不治理,在雨季或其他工程擾動時會誘發(fā)邊坡失穩(wěn),進而堵塞溝道。依據(jù)預測式可以看出,若溝道所有的產(chǎn)流-匯流的水量全部涌入采煤工作面,張家峁N15201綜采工作面的正常涌水量(正常降雨強度)將達到477.77m3/h,是式(6)預測結(jié)....

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