煤田地质与勘探

作者：刘琪, 孙亚军, 范建国, 谭现锋, 肖圣新, 杨传伟, 陈炜阳, 陈歌,

关键词：巨野煤田, 矿井水回灌, 回灌目的层筛选, 流场演化, 安全性评价体系, 高TDS矿井水,

目的矿井水深井回灌会引起区域地下水水位不同程度抬升，可能诱发底板突水、断层突水等水文地质灾害，厘清矿井水长期回灌驱动下的地下水流场演化规律并开展安全性评价，是实现矿井水安全回灌与保水开采的重要保障。方法以华北巨野煤田某矿矿井水为研究对象，在阐明研究区矿井水回灌背景条件下，以回灌安全、水质安全、水循环条件与开发利用、回灌潜力等指标筛选回灌目的层；采用地下水模拟系统(groundwater modeling system，GMS)建立奥陶系灰岩含水层三维数值模型，模拟预测矿井水长期回灌过程中区域地下水水位抬升、累计储水量与回灌效率，并判断水位抬升后可能诱发的主要突水模式。结合《煤矿防治水细则》规程公式与FLAC3D数值模拟结果，评估长期回灌条件下最大水位抬升对安全开采的影响，最终构建矿井水深井回灌的安全评价体系。结果和结论(1)研究区矿井涌水量大、矿化度高、水处理成本高，筛选对比后提出深部奥陶系灰岩含水层适宜作为微处理后矿井水回灌目标层，并提出孔位选址依据；(2) GMS模拟结果显示单孔200 m3/h回灌10 a最大水位抬升10.02 m，4孔400 m间距800 m3/h最大水位抬升25.83 m，单孔年回灌量可达172万m3，储水潜力巨大且成本优势显著；(3)断层突水为水位抬升条件下研究区最易诱发的突水模式，根据规程公式与FLAC3D模拟结果，在留设满足要求的煤(岩)柱条件下，回灌引起的水位抬升不会破坏隔水岩组的结构稳定性，正常采掘活动难以诱发回灌次生突水，可满足安全开采要求；(4)建立矿井水深井回灌安全评价技术体系，提出矿井水深井回灌技术满足水质安全与开采安全是技术实施的必要条件。研究成果对华北典型水文地质结构矿山开展矿井水回灌安全评价工作具有重要的理论和实践指导价值。

来源：2025年第11期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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