采空区积水对邻近巷道围岩稳定性分析研究

以山西某煤矿采空区为背景,针对采空区积水对邻近巷道围岩稳定性的影响,采用现场测试、室内试验、数值模拟等方法进行了研究分析。首先基于三维激光扫描和声呐建立了含水采空区的三维几何模型;然后对不同损伤程度下煤岩开展渗透率试验,获得了渗透率的变化规律;最后在充分考虑渗透率的动态变化基础上,采用数值软件对邻近巷道围岩的稳定性进行了模拟分析。结果表明:孔隙水压力已经影响到邻近巷道围岩和上覆岩体;采空区赋水后,围岩极易出现渗水和透水情况;受开采扰动和积水渗透的双重影响,采空区与巷道的煤柱出现大范围塑性区,其稳定性较差。为了保证井下生产安全,建议增加井下临时性排水设施,及时将积水排出,避免透水事故的发生。

面向南京城市地下空间资源综合开发利用的工程地质调查实践和研究

近年来,地下空间的开发利用得到越来越多的关注,其中,工程地质调查起到了基础性和决定性的作用。文章面向南京城市地下空间资源综合开发利用,分析了工程地质调查的工作难点,针对这些难点从技术探索和工作实践角度提出了解决对策,详细阐述了工程地质层划分技术规范、工程地质钻孔动态管理框架以及工程建设采挖砂石土料协同利用研究。通过这些工作的开展,实现了南京市城市地下空间资源工程地质调查的“三有”,即地层划分有依据、钻孔收集有统筹、土料利用有路径,有效提高了城市地下空间资源开发利用的管理水平,对建设资源节约型社会具有重要意义。

太行山区阜平县温泉水化学特征及成因分析

河北省阜平县位于太行山腹地,温泉出露于变质岩地层和变质核杂岩构造区,开展温泉水化学及成因分析,对于变质岩区隆起山地型地热资源的勘查开发具有一定的指导意义。本文基于阜平县自然地理及区域地热地质背景,采用野外调查及采样测试等手段,综合运用水化学及稳定同位素等方法明确了温泉水化学特征和主要离子物质来源,初步推测了温泉的补给来源、深部热源等。阜平县温泉水质总体呈弱碱性,变质岩区温泉水化学类型为SO_(4)^(-)Na型,碳酸盐岩区为HCO_(3)^(-)Ca·Mg型,水化学演化以风化溶解作用为主导,阳离子交换作用为辅。温泉流体中的SO4^(2+)、Na^(+)主要来自硫化物和硅酸盐溶解,HCO_(3)^(2-)、Ca^(2+)、Mg^(2+)主要来自碳酸盐溶解。研究区温泉的补给水源为大气降水,并具有轻微的18O漂移现象,补给高程为1500~2600m,推测补给区位于研究区西北部变质岩区和东北部的碳酸盐岩区;研究区温泉样品均达石英理论平衡溶解线,估算热储温度56.46~133.71℃,循环深度2213.0~8092.3m;研究区温泉热源主要来自深部幔枝构造、低速高导层及构造热,韧性剪切带和深大断裂作为传热通道,地表热显示主要受控于断裂构造。研究区地热资源属于深循环可再生能源,热储温度达中高温标准,可进一步开展深部地热资源的勘查开发工作,促进当地经济绿色可持续发展,助力阜平县乡村建设。

基于水位、水温、突水量和水质的充水水源识别神经网络模型

华北石炭-二叠系岩溶型煤田主采煤层底板的太原组薄层灰岩岩溶水和奥陶系或寒武系厚层灰岩岩溶水的水化学特征存在着天然相似性,单纯以若干项水化学指标辨识这些水源存在着误判甚至错判的风险。目的为解决寒武系灰岩水、太原组下段灰岩水和部分太原组上段灰岩水的水质指标相似而难以完全正确识别的问题,方法提出并构建基于水位、水温、突水量和水质识别充水水源的神经网络模型。以平顶山矿区充水水源识别为例,以阴阳离子毫克当量百分比[γ(Na)%,γ(Ca+Mg)%,γ(HCO_(3)^(-))%,γ(SO_(4)+Cl)%]、钠钙比、碱硬比、ρ(CO_(3)^(2−))、ρ(SO_(4)^(2−))、TDS、ρ(Na+K)、水位、水位动态变化、水温、突水量、衰减天数共15项指标作为识别因子,构建结构为15-10-6的神经网络模型。结果结果表明,所有训练样本对自身水源的拟合均值均超过0.98,比单纯以水质指标为识别因子的建模方法识别正确率高,能够有效消除因水质指标相似但水源不同而出现的误判或错判情况。结论建模方法已经嵌入平顶山矿区识别充水水源计算机软件和手机APP软件中,经过检验,识别正确率达到91.3%。

弃土场原位与弃土斜坡水分运动特征对比分析

降雨入渗会改变斜坡原有的平衡状态,为探究弃土场原位与弃土斜坡降雨入渗过程的水分运动特征。以某弃土场为研究对象重复开展染色示踪试验,对比分析原位与弃土斜坡垂直方向上土壤剖面的染色面积比和渗流前后水分运动特征的差异。结果表明(1)原位斜坡水分入渗以基质流为主,少量优先流动由生物通道引发;0~50 cm深度水分垂直均匀入渗程度高,随深度增大,表现出沿容重小一侧非均匀流动;50 cm深度以下,平均染色面积比与深度呈负相关;(2)无植被发育弃土斜坡无优先流动,沿斜坡土体表层水平扩散流动程度高,平均染色面积比在20 cm深度以下保持为0,无染色特征;植被发育弃土斜坡水分沿植物根茎优先入渗,垂直入渗较活跃;(3)染色面积比及湿润带特征能很好的捕捉斜坡水分渗流的非均匀信息;同时,根系会改变土体的孔隙发育程度,形成内部交织的网状结构,降低土壤容重,增加水分入渗,有利于增强表层土壤含水率,降低水分深层渗流,增强斜坡稳定性;加强弃土场植被生态恢复有利于增加斜坡的固土保水能力及稳定性。

煤矿采空区积水瞬变电磁法探测方法优化

应用矿井瞬变电磁法进行含水异常体的探测效果明显,但容易受到巷道复杂工程地质条件和设备环境的干扰,需要进行针对性优化以提高矿井瞬变电磁法信号采集质量和解释精度。基于“烟圈”扩散理论,阐述了矿井瞬变电磁法探测原理及视电阻率纵向微分解释方法;通过对已知积水采空区进行瞬变电磁法探测试验,分析对比了主要采集参数对瞬变电磁法电场响应特征的影响;结合视电阻率纵向微分解释方法,提出了矿井瞬变电磁法采空区积水探测的数据采集与处理优化方案并对其进行了效果评价。结果表明:线圈与巷道围岩之间距离越近,两者耦合程度越高,且该距离存在合理范围,超出该范围线圈接收到的电压响应值过低,不满足数据对信噪比的要求;增加叠加次数可提高信噪比,并有效压制电压衰减曲线尾支畸变;适用于高家梁煤矿的合理距离范围为0~0.5 m,叠加次数为64次。

季冻区露天矿山边坡稳定性分析及加固措施研究

季节性冻土区露天矿边坡受不良地质作用影响及恶劣环境影响,不断出现变形、裂缝、滑移等病害,严重威胁矿山开采安全。基于图木尔廷—敖包锌矿东边坡失稳,开展了季冻区露天矿山边坡稳定性影响因素的研究,主要包括不良地质作用、冻融循环作用、开采爆破振动、水的直接作用等4个方面。在分析计算基础上,提出了包含削坡减载、边坡加固、疏排水工程及坡表喷涂和覆土的综合加固整治方案。经验算,按照设计方案进行加固后,能够有效提高东边坡的稳定性,解决困扰多年的东边坡稳定难题。达到从根本上消除安全隐患、保障矿山可持续开采的目的。

河南安阳矿区主焦煤矿水文地质单元划分研究

根据主焦煤田自然地理条件、地质条件和水文地质特征进行了水文地质条件分析,并据此进行了水文地质单元划分,根据构造分布主要以F_(12)、F_(33)、F_(B57)断层将主焦煤田划分为3个一级水文地质单元和2个二级水文地质单元。结合水文地质单元划分的结果和矿井生产实际,给出了防治水的思路和措施。

冀东金厂峪金矿深部钻孔ZK6001物化探异常特征及找矿意义

冀东金厂峪金矿为我国的黄金事业做出了突出贡献。但是随着多年开采,浅层矿体基本开采殆尽,为查证深部成矿空间,2022—2023年在矿区进行深部勘查,实施钻孔ZK6001,孔深1 600 m,在钻孔内进行了激电测井和岩芯原生晕测量,通过岩芯物性测量、极化率异常和地球化学分析,在深部圈定出2条金矿化体,其地层、构造、蚀变特征与上部含矿区的特征一致,表明金厂峪深部的矿化类型符合前人研究提出的矿化分带特征。特别是在揭露FI19断层及两侧的厚大含金矿化蚀变带,说明金厂峪深部存在金富集成矿的构造特征及物质来源,证明其深部存在第二个金富集中心。

南非BISHOP锰矿区工程水文地质及矿体结构特征研究

南非作为世界五大矿产资源国之一,矿产资源丰富多样,特别是锰矿资源在全球具有重要地位。BISHOP锰矿区作为Postmasburg锰矿田的重要组成部分,其工程水文地质及矿体结构特征研究对于科学规划、合理开采及环境保护具有重要意义。本文在系统分析Postmasburg锰矿田区域地质概况的基础上,对BISHOP锰矿区的工程水文地质结构特征进行了系统的分析,最后对该矿区矿产资源的赋存特征、开采条件、矿石结构与构造进行了分析。分析结果表明:BISHOP锰矿区区域稳定性较好,矿床工程地质条件属层状岩类中等类型,矿区水文地质条件属简单类型;矿床为海底喷气成因;矿石结构主要有半自形晶粒状结构、隐晶-微晶结构、自形粒状变晶结构、它形粒状结构、砾屑结构等;矿石构造主要有条带状构造、纹层状构造、块状构造、多孔状构造、晶洞构造和角砾状构造等。研究结果为BISHOP锰矿区制定科学合理的开采方案提供基础地质数据和理论依据。

水工环地质及岩土工程技术在矿山工程施工中的应用

在社会持续发展的背景下,生态环境保护与经济发展间的平衡问题成为社会大众重点关注的内容,如何实现生态环境保护与经济间的平衡发展也是当前社会中重点研究的内容。矿山工程施工中面临诸多难题,不能有效解决势必会影响最终的经济效益和社会效益,同时会对环境生态造成不可逆的损伤,因此,如何提高矿山工程施工质量,避免地质灾害威胁是施工中重点研究的课题。经分析相关文献以及施工实际可发现,水工环地质及岩土工程技术在矿山工程施工中有着显著的应用价值,能够保障施工质量与效益。本次研究围绕这一主题进行细致分析论述,进一步探索提高矿山工程施工质量与效益的具体路径。

闭坑矿井水影响下喀斯特河流污染特征演化及水质评价

闭坑矿井水汇入河流会对河流的水生态环境产生较为严重的影响。以贵阳市受闭坑矿井水污染的喀斯特地貌河流为研究对象,分析河流的污染特征并评价其水质。结果表明:闭坑矿井水汇入喀斯特地貌地表河流后,水体SO_(4)^(2-)、Fe等酸性闭坑矿井水特征污染物含量升高;研究区河流除了受闭坑矿井水污染外,还有其他污染水体汇入,主要为当地居民生活污水、农业灌溉排水。研究区水质指数(WQI)、重金属污染指数(HPI)、重金属污染评价指数整体变化趋势相同;河流源头处水质级别为优,闭坑矿井水汇入后,水质变为差、较差,经地表水、地下水汇入补给以及河流自净,水质级别变为好。

关闭/废弃矿井地下空间抽水蓄能发展战略研究

在双碳战略目标牵引下,中国深化能源革命,目前已成为世界上最大的可再生能源发电国。为解决大规模可再生能源电力供应不稳定的难题,新型电力系统的提出与加速成长促进了抽水蓄能电站的建设与发展,但在生态红线与地形等因素约束下,传统抽水蓄能电站选址难题亟须解决。同时,煤炭去产能过程中形成了大量的关闭/废弃矿井与资源枯竭型城市。本研究详细概述了中国抽水蓄能电站的发展现状,分析了关闭/废弃矿井与抽水蓄能结合后对水资源压力的缓解与温室气体减排等环境效益。基于关闭/废弃矿井抽水蓄能电站不同模式,对关闭/废弃矿井抽水蓄能应用潜力展开了分析,最后提出中国废弃矿井抽水蓄能发展战略,并展望了关闭/废弃矿井+储能的多元产业愿景。

温度和溶解氧对7A09铝海水腐蚀行为影响

开展了7A09铝合金材料在实验室模拟海洋环境的腐蚀实验,考察了温度和溶解氧浓度对7A09铝合金材料腐蚀形貌、腐蚀规律和电化学行为的影响。结果显示,随着温度升高,7A09铝合金的腐蚀速率增大,导致腐蚀过程加剧,从点蚀逐渐趋向于均匀腐蚀。随着溶解氧浓度的降低,7A09铝合金表面钝化膜的形成受到影响,腐蚀速率增加,点蚀现象加剧。适当的氧含量有助于增强钝化膜的修复能力,提高其稳定性,从而增强了抗点蚀和缝隙腐蚀的能力。这些发现为7A09铝合金在海水环境中的应用提供了重要的技术支持和设计指导,有助于改进海洋装备和延长其使用寿命。

均值土坝渗流控制与防渗技术研究

本文围绕均值土坝存在的渗流问题,提出了土壤改良、结构调整和监测与预警系统三项优化对策。通过科学的土体改良技术,调整土壤结构,提高抗渗性能。结构调整包括层序结构的改变和添加防渗墙等,优化坝体内部水分流动方式。引入监测与预警系统,建立实时监测体系,提高对潜在渗流问题的预警能力。通过融合土木工程和信息技术,文章为均值土坝渗流问题的解决提供了全面而可行的方案。

基于现代信息技术的水利水电工程技术管理与创新

本文详尽地剖析了现代信息技术在水利水电工程中的应用现状,以及其对于管理效率的提升、管理成本的降低以及决策水平的提升所带来的显著成效。同时,也客观地揭示了技术应用中所面临的挑战,诸如技术应用尚不深入、信息安全风险及技术人才匮乏等问题,并针对这些问题提出了相应的解决方案与建议。文章旨在成为水利水电工程技术管理与创新领域的一份重要参考资料,以推动现代信息技术在水利水电工程中的广泛应用与发展。

大倾角煤层采后地下水系统状态及其修复方案

运用地质学、采矿学和水文地质工程技术理论,通过对大倾角煤层采后围岩扰动非对称性的认识,研究分析其采后地下水系统呈现水平顺层、倾斜顺层、水平越层、垂向越层等多种水力联系形式,尤其以垂向水力联系方式,加剧了侵蚀基准面以上的地下水往侵蚀基准面以下的流失。借鉴保水采煤和注浆截堵的技术,首次提出对大倾角煤层采后地下水系统的修复技术方案。在非关键区域优先考虑自然修复,将各水平隔离带视为重点区域实行工程修复,实现地下水系统的小区修复促进大区域的恢复。特别是平硐水平,应首先进行工程修复,以尽快促进侵蚀基准面以上的地下水系统的恢复。在工程修复方面,主要采取注(灌)浆截堵法,实行上行修复或下行修复以及2种方式的结合,对煤层采空区冒落充填段、顶底板岩层破坏扰动段,逐层逐段注(灌)浆,加固改造后,沿水平隔离煤柱带形成水平隔(阻)水带,减少地下水系统的垂向水力联系。并对今后的研究和实践方向提出了建议。

考虑可持续性的水利工程对农业灌溉水利用效率的影响研究

本文旨在探讨可持续性水利工程对农业灌溉水利用效率的影响,并提出相应的优化对策,分析了可持续性水利工程的特点,概述了农业灌溉水利用效率的现状及存在问题。针对可持续性水利工程在实践中存在的问题、农业灌溉水利用效率存在的问题以及可持续性水利工程对农业灌溉水利用效率提升的挑战进行了论述。提出了技术优化、管理优化和制度优化等方面的对策措施,通过对优化对策的阐述,强调了技术创新、管理规范和政策支持在提高农业灌溉水利用效率方面的重要性。

基于EDEM-FLUENT岩体微裂隙渗流特征及演化过程研究

为进行微观层面裂隙渗流过程的研究,构建三维单裂隙渗流模型,借助EDEM-FLUENT软件对单裂隙模型进行控制变量的数值模拟,获得了单裂隙结构在渗流过程中流体-颗粒关于压力流速分布图像,描述了单裂隙结构在渗流过程中流体-颗粒渗流特征的相关性。在承压水作用下,由颗粒迁移引发单裂隙的冲蚀效应,使裂隙喉部贯通处水流形态呈现阶段性变化:初始阶段、软化冲蚀阶段、扩展阶段、完全贯通阶段。以颗粒冲蚀速率评价微裂隙的演化过程,直观地描述了微裂隙演化过程呈现阶段性变化,其表现为快速增长-缓慢-平稳趋势。

住宅建筑工程外墙保温施工技术探析

在当前节能环保的背景下,房屋建筑工程外墙保温施工技术的研究变得愈发重要。良好的外墙保温系统不仅可以提高建筑物的保温性能,减少能源消耗,还能改善室内舒适度,降低对环境的影响。因此,相关人员就需要进一步加强对外墙保温施工技术及其要点的重视,以此来使得住宅建筑工程外墙保温施工效果可以得到进一步的提升。