矿业安全与环保

作者：许峰, 靳德武, 黄欢, 李运江, 王世东, 党亚堃

关键词：呼吉尔特矿区, 巨厚复合含水层, 涌水机理, 直罗组, 志丹群

鄂尔多斯呼吉尔特矿区煤炭开采过程中主要受顶板侏罗系直罗组含水层(平均厚度为153 m)和白垩系志丹群含水层(平均厚度为350 m)地下水威胁，2个含水层之间为安定组相对隔水层(平均厚度约为94 m)，三者共同构成了顶板巨厚复合承压含水层组。针对呼吉尔特矿区煤层开采顶板巨厚复合含水层涌水机理不明等问题，以石拉乌素煤矿为研究对象，通过分析工作面采空区涌水量与顶板巨厚复合含水层水位响应特征，结合导水裂隙带发育规律，提出“下部含水层侧向补给型”“复合含水层综合补给型”及“上部含水层垂向补给主导型”3种顶板涌水充水模式，进而揭示了典型工作面“阶梯递进式”涌水机理。采用数值模拟方法计算了工作面回采5个阶段井下涌水中顶板各含水层地下水的参与量，结果表明：第一阶段，工作面开采前期，矿井涌水量主要由直罗组含水层贡献，参与度约占87.3%；第二阶段，志丹群含水层涌水参与量增大，占比超过70.0%；第三阶段，志丹群含水层地下水补给量缓慢减少，直罗组含水层地下水参与度缓慢增大至34.0%；第四阶段，志丹群含水层地下水补给量突增，占整个工作面涌水量的75.0%；第五阶段，志丹群含水层地下水补给量缓慢减少，直罗组含水层地下水参与度缓慢增大至29.3%。数值模拟结果与实际观测结果基本一致，进一步验证了“阶梯递进式”涌水机理。

来源：2025年第4期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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