煤炭科学技术

作者：李昂, 杨钧皓, 张文忠, 李远谋, 薛智轩, 范六一, 田胜祺,

关键词：含水层, 井筒水害, 相似模拟, 降落漏斗, 疏水降压法,

随着我国煤炭资源不断向深部开发，复杂的岩层赋存条件对井筒的建设和使用带来很大挑战。深部立井经常穿越多层含水层，顶板承压水造成的井壁渗水问题尤为严重，不仅威胁到矿井安全，还给传统的注浆治理方法带来挑战，如成本高、施工难度大和渗漏重复等问题。为此基于疏水降压理论建立了一套可视化相似模拟试验平台，模拟了不同岩层、不同放水孔数条件下的井壁水压、放水孔流量变化，分析了放水孔流速与渗流规律、地下水降落漏斗形态发育规律以及渗流水压和井壁压力变化规律，并以彬长文家坡煤矿为例开展了现场疏放水试验。结果表明：出水口流速随管道通径增大而增大；双孔涌水流量相比单孔增幅较大，三孔涌水量增幅较小；距井越近水位降深越大，降落漏斗影响范围随放水孔数增加而增大，单层放水试验降落漏斗形状与降水孔保持对称状，漏斗底端呈现锥形。放水初期水压下降快，后期趋于稳定；将模拟试验结果应用于现场，通过在文家坡煤矿主副井之间打疏放水孔，进行单孔和双孔放水试验，单孔稳定涌水量为75 m3/h、双孔稳定涌水量为175 m3/h，试验显著降低了地下水位，并形成了最大降深达40 m的降落漏斗，现场实测与相似模拟试验结果较为吻合，验证了疏水降压治理方法的科学性和实际效果。研究成果有助于推动深部顶板承压含水层影响下井筒渗水防治技术的进步。

来源：2025年第2期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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