Interpretations of Mine Water Pump-Out Data and Revisions to Caving and Fracturing Models for Longwalls

Abstract

A revised model for mine water inflows is developed for an Australian longwall mine. The measured inflows are primarily related to face-parallel fractures that progressively develop as the longwall face retreats. When open, these face-parallel fractures have very high transmissivity, so inflow to the mine is determined by the rate of drainage out of the unconfined near-surface aquifer. There is also evidence of reconsolidation of the low-strength fine-grained rocks immediately above the coal seam, such that vertical flow into previous extraction panels does not develop. A generalised hydrogeological model for longwall mining is proposed that incorporates enhanced conductivity zones of progressively decreasing hydraulic conductivity that can extend upwards to approximately twice the extraction width unless terminated by a near-surface thickly bedded unit.

Zusammenfassung

Drucksondendaten und Wasserhaltungsaufzeichnungen eines australischen Bergbaus mit Strebabbau werden dargestellt und ein überarbeitetes Modell für den Bergwasserzufluss entwickelt. Die gemessenen Zuflüsse sind primär bedingt durch Brüche parallel zur Abbaufront die nach und nach mit dem Abbaufortschritt entstehen. Sobald offen, haben diese Brüche parallel zur Abbaufront hohe Durchlässigkeiten mit dem Ergebnis das der Bergwasserzufluss durch die Entwässerungsrate aus dem freien oberflächennahen Aquifer bestimmt wird. Es gibt keinen Hinweis auf die Konsolidation des entspannten und aufgelockerten Hangend oberhalb des Kohlenflözes die die Entwicklung eines vertikalen Zuflusses in zukünftige Abbaustreifen hemmt. Ein allgemeines hydrogeologisches Modell für Strebbau wird vorgeschlagen, welches Bereiche erhöhter Durchlässigkeit mit stark abnehmender Durchlässigkeit einbezieht, welche sich nach oben bis zur doppelten Öffnungsweite des Abbaus erstrecken sofern sie von nicht einer oberflächennahen dicht gelagerten Schicht begrenzt werden.

Resumen

Se presentan los registros del piezómetro y el bombeo de una mina australiana de pared larga y se desarrolla un modelo revisado para las entradas de agua de la mina. Los flujos de entrada medidos están relacionados principalmente con las fracturas paralelas a la cara que se desarrollan progresivamente a medida que la cara de trabajo se va apartando de la pared larga. Cuando están abiertas, estas fracturas paralelas a la cara tienen una transmisividad muy alta con el resultado de que el flujo de entrada a la mina está determinado por la tasa de drenaje del acuífero no confinado cercano a la superficie. También hay evidencia de la reconsolidación de rocas de grano fino de baja resistencia inmediatamente por encima de la veta de carbón, de manera que no se desarrolla el flujo vertical en los paneles de extracción previos. Se propone un modelo hidrogeológico generalizado para la minería de pared larga que incorpora zonas de conductividad mejorada de conductividad hidráulica en disminución progresiva que pueden extenderse hacia arriba hasta aproximadamente al doble del ancho de extracción, a menos que sea terminado por una unidad de lecho grueso cercano a la superficie.

抽象

描述了澳大利亚某长壁综采矿井的含水层水位和矿井排水量数据特征,建立改进的矿井涌水模型。实测矿井涌水量与随后退式回采产生的平行于长壁工作面的裂隙相关。当裂隙开放时,平行于长壁工作面裂隙的导水系数大,汇入矿井的涌水量取决于近地表潜水含水层的排泄量。同时,有证据显示,细粒低强度煤层直接顶板的再压密作用能够阻碍垂向水流汇入采空盘区。归纳出一个长壁采煤水文地质模型,该模型包含渗透系数向上逐渐降低的导水增强带;如果未被近地表厚地层阻隔,导水增强带可向上发展至开采宽度的约两倍。