废弃矿山引起的环境地质灾害

系统分析了国内外废弃矿山引起的地下水污染、地表水污染、地表塌陷及诱发邻近矿井突水等环境地质灾害特点 ,论述了废弃矿山与环境地质灾害之间存在的互馈链关系及废弃矿山因地下水位回弹所诱发环境地质灾害的机理 ,提出了研究和治理废弃矿山环境地质灾害的监测。

瓦斯在煤基多孔介质中运移及煤与瓦斯突出机理

分析了瓦斯在煤基多孔介质中的运移条件;推导和讨论了瓦斯在煤基多孔介质中运移扩散的基本方程和影响因素;分析了煤与瓦斯突出产生的机理和渗透力学条件。提出瓦斯在煤基多孔介质中的运动是孕育煤与瓦斯突出的前提,而瓦斯压力梯度与浓度梯度的存在是驱动瓦斯在多孔介质中运动的内动力;煤与瓦斯突出的危险性主要取决于瓦斯压力梯度及其变化量的大小,而和瓦斯的绝对压力大小没有直接关系。煤与瓦斯突出的条件是由煤基多孔介质中瓦斯压力梯度的大小和煤体固体骨架的抗剪强度大小所决定。低渗透性的构造煤因对瓦斯运移阻力较大而容易形成瓦斯压力梯度的增加,从而更易于发生煤与瓦斯突出。

非均布高压水对采煤工作面底板隔水岩层破坏特征及其突水条件研究

针对深部煤炭资源开采严重受底板高承压岩溶水害威胁的现实问题,为进一步认识工作面底板岩溶水突出机理,有效评价和防范矿井突水灾害,确保矿井安全开采,从岩溶地质与岩溶发育的根本规律方面研究分析了底板高压水含水介质结构特征及高压水对工作面底板隔水岩层的作用力方式,提出高压水对其上覆隔水岩层具有非均布水压作用力的基本概念,并将非均布水压作用方式概化为4种基本类型。通过数学与力学理论分析和数值模拟计算,分析研究了不同类型非均布水压力对其上覆隔水岩层的破坏特征及其诱发突水的条件,得出非均布水压力对隔水岩层的破坏程度明显小于均布水压的重要认识。在相同的水压力条件下,不同的非均布水压作用方式,对其上覆隔水层的破坏程度有明显差异,在煤层走向上水压作用范围越大则底板破坏范围和深度越大,在煤层倾向上水压作用范围的大小对于底板破坏范围及程度的影响相对较小。

煤层底板隔水层阻抗高压水侵入机理及其控制因素

通过专门设计的物理模型,模拟了不同水文地质与工程地质性质的阻水岩层对其底板高压水侵入过程的阻抗能力,以及不同水压条件下高压水侵入导升过程中的水头损耗。得出了高压水在侵入导升带内的水头损耗分布特点及数量特征;研究了高压水在其上覆阻水岩层中的侵入高度及其最终驻点的残余水头压力;重新评价和改进了突水系数的计算方法。结果表明:隔水层的原始导高带对含水层水头具有较大的消减作用,作用于有效隔水层的实际水头压力远小于含水层的水头压力。

采煤工作面底板突水灾害发生的采掘扰动力学机制

从理论上分析采煤工作面回采后底板隔水层受力状态的变化规律和空间分布特征,通过对采煤工作面底板隔水层中岩体应力随采掘过程变化特征的观测研究,验证和揭示理论分析结果的正确性和客观存在,通过钻孔测试回采工作面底板岩层渗透性能随采掘过程的变化规律。分析回采工作面底板应力状态变化对诱发底板突水的内在机制,得出随着工作面的推移底板隔水层中张应力区交替推移的重要认识,张应力区一般位于距回采迎头0～20m范围内,张应力区岩层渗透系数较其他区域大,这一范围是工作面回采过程中最易于发生底板高压水突出的位置。

我国煤矿水害类型及其防治对策

分析了近年来我国煤矿水害的基本特点,通过对全国不同地域主要开采煤层赋存地质与水文地质条件的分析,将我国煤矿水害类型划分为4大主要类型。初步分析了不同水害类型的基本特点、形成条件和发展趋势,提出了有效防治不同类型煤矿水害的技术路线及适用条件,对目前制约煤矿水害防治技术的关键问题进行了探讨。

废弃矿井水位回弹诱致环境与安全灾害分析

分析研究了废弃煤矿矿井特有的导水和含水介质结构特征及其地下水运动循环、水文地球化学与水动力学基本特征,探讨了煤矿矿井关停废弃后地下水位淹没回升机理,分析了废弃矿井地下水淹没过程中可能诱发的水资源与环境问题、工程安全与地质灾害问题,提出了有效保护利用废弃煤矿井区水资源及其防范相关环境与地质灾害所面临的关键科学问题。

应用化学示踪技术探查深部岩溶发育特征研究

基于岩溶发育的基本特征与化学示踪剂在岩溶含水介质中的运移扩散规律,提出了几种常见的示踪剂浓度分布曲线类型,并研究了它们与岩溶含水介质结构之间的对应关系。在此基础上,为了检验化学示踪技术探查岩溶发育特征的有效性和实用性,以山东丘集煤矿为例,通过地面钻孔投放示踪剂,利用井下放水孔作为示踪接收点,研究了煤层下伏奥陶系灰岩含水层隐伏岩溶的发育特征与分布规律。试验结果表明,煤矿区深部奥陶系灰岩强岩溶发育带呈现出由西北分别向东和向东南延伸的"人字"型分布规律,矿区其它区域则以相对均匀的裂隙溶隙弱岩溶发育特征为主。通过与已有水文资料对比,矿区岩溶的发育与分布与奥陶灰岩含水层钻孔涌水量大小及其分布相吻合,从而验证了该技术的实用性和有效性。

煤矿水害防治技术的现状及发展趋势

全面阐述了我国煤矿水害防治技术的现状，包括水文地质条件探查技术、突水预测技术和水害治理技术；预测了防治水技术发展趋向，如计算机信息技术的应用，水害发生机理的理论与实验，预测技术的开发与仪器化，开发新仪器、设备、方法的推广应用、地下水流模型、水资源管理信息系统的开发与应用等。

华北东部深部岩溶及煤矿岩溶水害特征

针对我国华北东部煤矿井开采深度迅速增加,矿井岩溶水害日益加重的客观问题,文章分析讨论了深矿井开采的基本概念,通过统计分析,得出中国东部主要煤矿井目前开采深度达到600 m左右且以12 m/a左右的速度向深部延伸的变化趋势。从华北东部地区沉积古地理环境与地壳运动演化史方面分析了该地区厚层奥陶纪灰岩的形成及其后期岩溶发育过程。通过对研究区几个重点矿区揭露的奥陶系灰岩岩溶发育特征在穿层和顺层方向上随深度变化规律的分析,揭示出华北东部主要煤矿区奥陶系灰岩岩溶发育特征在垂向上具有弱-强-弱和顺层方向上随埋深具有由强到弱的变化规律。提出了华北东部煤矿深部开采将面临的岩溶水害问题及其防治水技术思路。

新时期煤矿水害防治技术所面临的基本问题

总结分析了近年来我国煤矿水害事故发生发展的基本规律与特点,从矿井水文地质条件、煤矿生产方式与管理方式、现有的矿井防治水技术及其应用等不同方面,阐述了造成这一水害特点的根本原因,分析了当前煤矿生产对水害安全保障条件的基本要求和煤矿水害防治技术所面临的基本问题,提出了新形势下保障矿井水害安全的关键技术.

矿山开挖与环境负效应

归纳分析了近年来我国矿山开挖过程中出现的各种环境负效应典型事例和资料，对因矿山开挖而导致的环境负效应进行了类型划分，简要分析了每种类型的主要特点和典型模式．提出了对矿山开挖过程中常见环境负效应进行评价的方法和技术路线，就不同阶段对矿山开挖引起的环境负效应进行科学管理和控制的技术对策及技术路线提出了建议．

雷达探测技术反应用

阐述了雷达探测技术的基本原理、探测方法和应用条件。通过几个应用实例说明了该方法在解决工程地质、水文地质问题及探测其它地质异常体、地质界面中的有效性及应用前景。

修正单纯形法及其在矿井疏干井群优化设计中的应用

本文讨论了修正单纯形优化计算的方法和理论，以总疏水量最小为目标函数，以井位和疏干水量为决策变量，以不同点的疏干降深为控制约束条件，推导了利用单纯形方法对矿井疏干井群进行优化设计的计算方法，并通过一假设事例进行了求解计算，取得了很好的效果。证实了利用修正单纯形方法优化矿井疏干井群设计的有效性。

大气降水对地下水补给的影响因素分析

本文通过对一实际岩溶地下含水系统中水位动态资料与大气降水动态资料的分析，揭示了大气降水对地下水的补给特点，分析了这些特点产生的根本原因，其分析结果对于正确评价特定水文地质环境下大气降水对地下水的补给机理及补给量具有重要参考价值。

含水层水文地质参数的计算

介绍了一种利用地下水长期动态观测资料求取含水系统中不同途径的补给水量组成、含水介质在不同深度下的孔隙性及给水度等水文地质参数的方法。重点阐述了该方法的计算原理，并通过实例计算，证实了该方法的实用性。

地下水疏干井群优化设计的遗传算法

讨论了用遗传算法求解优化问题的基本原理、参数的确定方法及解题的基本步骤。通过对假设疏干井群优化设计管理模型的计算，讨论了遗传算法在地下水疏干井群优化设计中应用的有效性和优越性。

地下水管理模型中的参数随机性问题

通过一假设的水文地质管理问题 ,建立了该问题的机会约束随机管理模型 ,利用Taylor展开法分别就渗透系数、弹性给水度、初始流场和边界水位的随机性对管理结果的影响进行了计算分析 ,得出了渗透系数和一类边界条件的随机性对管理结果的影响最明显 ,而弹性给水度的随机性对管理结果的影响很小 ,初始水位只影响疏干时间而对最终的稳定疏干水量没有影响等一般规律 ,并给出了理论分析 .

地下水随机规划模型的Taylor展开解法

讨论了将线性随机约束地下水规划模型转化为与之等价的确定性约束地下水规划模型的方法，并以地下水优化疏干规划模型为例，推导了转化后的非线性约束地下水管理模型的Ｔａｙｌｏｒ展开解法，并通过对一假设模型的计算分析，证实了该求解方法的有效性。

多重结构第四系含水层地下水运移机理及水资源评价

提出了第四系松散沉积的孔隙含水层具有多重结构的概念 .分析了在具有这种结构的含水层中发生地下水补给与排泄时地下水的运移与交替规律 ,并明确了不同性质沉积物在水资源评价中的意义 .