矿井涌水量解析计算及其适用性对比
【摘 要】矿井涌水量计算是煤矿水文补勘工程中的一项重要任务，目前矿井涌水量预测主要以“大井法”、“集水廊道法”为主，计算过程往往简单、机械，不注重矿区水文地质条件及公式适用条件的分析。本文在分析红一煤矿地质及水文地质条件的基础上，对研究区水文地质条件进行了概化，最终选用具有一个隔水边界的稳定流承压转无压的Dupuit公式的推导式进行基岩段涌水量计算。
【关键词】大井法；集水廊道法；涌水量；水文地质补充勘探
1 地质及水文地质概况 1.1 井田地质及构造
井田内地层由老至新依次有：奥陶系克里摩里组（Ok）；石炭系上统土坡组（Ct）；石炭二叠系太原组（CPt）；二叠系下统山西组（Ps）、石盒子组（Psh）；古近系（E）和第四系（Q）。
红一井田总体构造为一走向北北东向、西翼陡东翼缓的不对称背斜，即红墩子三道沟背斜，其西部发育有红墩子向斜，再向西被黄河断裂所断。红墩子三道沟背斜西翼受红墩子断层切割，红墩子断层落差30m～180m。井田内煤层大部
赋存于红墩子三道沟背斜东翼。 1.2 井田水文地质 1.2.1 含水层划分及其特征
井田含水层划分为：第四系孔隙潜水层、古近系及基岩风化带孔隙裂隙含水层组、二叠系孙家沟组、石盒子组裂隙含水层组、山西组裂隙含水层组、太原组砂岩裂隙含水层组、土坡组砂岩裂隙含水层组、奥陶系裂隙含水层组。 其中山西组裂隙含水层、太原组砂岩裂隙含水层组为直接充水含水层，石盒子组裂隙含水层组为间接充水含水层。下面简述以上三个含水层特征。
二叠系孙家沟组、石盒子组裂隙含水层：属直接充水含水层，在全区较广泛分布，厚度约在40～360m左右，含多个子含水层，为复合含水层。由粗粒砂岩、中粒砂岩及细粒砂岩构成，分选磨圆中等，颗粒支撑，泥钙质胶结，裂隙欠发育。根据抽水试验，本含水层天然静水位埋深43.96m，钻孔涌水量0.185L/s，单位涌水量0.0011L/m?s，渗透系数0.0034m/d，为弱富水含水层。
山西组裂隙含水层：属直接充水含水层，该含水层组在全区广泛分布，厚度约在5～30m，含3～9个子含水层。由陆相碎屑岩系的粗粒、中粒、细粒砂岩构成，分选磨圆中等，颗粒支撑，泥钙质胶结，裂隙发育不均匀。根据抽水试验，本含水层天然静水位埋深58.23～73.09m，钻孔涌水量
0.510～2.396L/s，单位涌水量0.0697～0.1008L/m?s，渗透系数0.1407～0.2283m/d，为弱富水～中等富水含水层。 太原组裂隙含水层：属直接充水含水层，在全区广泛分布，厚度约在10～35m，含6个以上的子含水层。由碎屑岩、碳酸盐岩的海陆互交相岩系的粗粒、中粒、细粒砂岩、灰岩构成，分选磨圆中等，颗粒支撑，泥钙质胶结，裂隙发育不均匀。根据抽水试验，本含水层天然静水位埋深70.17～73.39m，钻孔涌水量0.039～4.571L/s，单位涌水量0.0006～0.2681L/m?s，渗透系数0.0015～1.4479m/d，含水层天为弱富水含水层。 1.2.2 隔水层
隔水层主要有：古近系粘土隔水层；二叠系上部的粉砂岩、泥岩隔水层；二叠系石盒子组底部山西组顶部的煤层、泥岩、粉砂岩隔水层；二叠系山西组底部石炭系太原组顶部隔水层；石炭系太原组底部土坡组顶部的煤层、泥岩、粉砂岩隔水层。
1.2.3 地下水的补给、径流及排泄条件
矿区地下水在浅部受古近系隔水层的影响补给条件差，径流及排泄条件较好；深部由于古近系及基岩风化裂隙带含水层在煤层露头区超覆于煤层之上，地下水补给条件相对较好，径流、排泄条件受岩层渗透性及阻水断层等影响相对较差。