采煤對含水層地下水水位和水量的影響

穆鵬飛

(1.中煤科工集團西安研究院有限公司， 西安 710054; 2.陜西省煤礦水害防治技術重點實驗室， 西安 710177)

煤礦采煤工作面的回采，使煤層頂板巖體原始應力狀態遭到破壞，引起應力重新分布，從而使圍巖產生變形及破壞，逐漸形成頂板導水裂隙帶[1]，并溝通煤層頂板上覆含水層水體，地下水沿裂隙帶涌入礦坑，而導水裂隙帶未波及到的含水層地下水，由于直接充水含水層涌入礦坑中地下水的疏排，水位降低，礦井含水層水力梯度的變化導致裂縫帶未波及到的含水層地下水的水位下降和越流向下補給排泄水量的增加[2]，為了研究礦井采煤對含水層地下水的影響，采用Visual Modflow數值模擬軟件預測和分析采煤工作面回采后導水裂隙帶未波及到的含水層地下水的動態變化規律[3]。

1 水文地質概況與導水裂隙帶

1.1 水文地質概況

井田位于山西省太行山西麓，屬于華北型煤田，礦井規劃開采石炭系上統太原組(C3t)的15號煤層，頂板上覆主要含水層為太原組K2、K3、K4灰巖含水層，單位涌水量0.008 6～0.24 L/(s·m)；山西組K7砂巖含水層，單位涌水量0.001 1 L/(s·m)；下石盒子組K8砂巖含水層，單位涌水量0.167 L/(s·m)；上石盒子組K10砂巖含水層含水層[4-5]，單位涌水量0.167 L/(s·m)。含水層富水性劃分為弱富水性q≤0.1 L/(s·m)，中等富水性0.1

1.2 導水裂隙帶

15號煤層平均厚度5.67 m，頂板主要由砂質泥巖、細砂巖和石灰巖組成，巖體抗壓強度為12.2～96.8 Mpa，煤層開采后導水裂隙帶發育高度依據《煤礦防治水細則》[6]，按中-堅硬巖石考慮，計算公式如下：

(1)

(2)

式中：hli——導水裂隙帶高度，m；

d——煤層厚度，m；……