矿井涌水量动态预测非稳定释水-断面流法

傅耀军

(中国煤炭地质总局勘查研究总院，北京 100039)

煤炭开采破坏了地层的稳定结构，导致围岩破断变形，非充填开采条件下，煤层顶板冒裂形成冒裂二元结构体，新增地下空间(采空区)成为其所及含水层地下水新的排泄区，冒裂二元结构体与所及含水层地下水释放于此，形成矿井涌水[1-4]。这是通常情况下矿井涌水的基本形式，也是矿井涌水机理所在。

本文以地下水系统理论为指导，研究煤层上覆含水层发育规律及深层地下水赋存机理，在揭示承压含水层弹性贮存、弹性释放之非稳定流本质特征基础上，提出矿井涌水量非稳定流动态预测方法——非稳定释水-断面流法。

1 北方煤田上覆地下水系统

我国大型煤炭基地主要分布在北方，华北型煤田及侏罗系、白垩系煤田是其主要构成。通常情况下，矿井涌水主要来自煤层开采所及上覆含水层地下水释放[5]。

煤炭资源的形成及煤系与其上覆地层的沉积发育规律，揭示我国北方煤田上覆含水层除华北型煤田下组煤间夹薄层灰岩岩溶含水层外，余者均为砂岩含水层[6]。上覆地层及其砂岩含水层在空间上呈现垂向的沉积韵律和平面的沉积相变发育规律，构成复杂的含、隔水层相间、交错的砂岩含水系统[7]。构造运动塑造了其埋藏条件、产状特征、裂隙规律等地下水赋存条件，同时塑造了包括地貌在内的地下水含水系统的空间形态和地下水补给、排泄及边界条件[8]。露头区大气降水……