巴拉素井田煤层富水性分区及水量预测

针对陕北侏罗纪煤田榆横北区内巴拉素煤矿2号煤层水的特殊赋存运移形式,通过理论分析、计算预测、模拟实验等方法,对其水资源量、富水性分区及矿井涌水量进行研究,探索了研究区内2号煤层水特征;根据影响富水煤层的煤层厚度、煤心采取率、煤层孔隙度、煤层顶板含水层厚度及底板隔水层厚度5项主控指标,结合ArcGIS软件和层次分析法(AHP)对研究区2号煤层进行富水性预测分区,并对不同工况条件的井下掘进(含井筒、巷道)、回采工作面涌水量进行预测。结果表明:估算的研究区2号煤层水静储量约0.665亿m^(3),动态补给水量约362m^(3)/h,煤层水整体呈衰减趋势;2号煤层富水性分为相对强、较强、中等、较弱和弱5类富水区。

马脊梁矿一盘区3煤顶板富水性分区及疏放水方案研究

针对马脊梁矿一盘区3煤工作面在采掘过程中出现的涌水现象,结合矿井实际情况以及工作面顶板覆岩和水文地质特征,对8117工作面进行富水性分区,并制定了工作面采掘及回采期间顶板疏放水技术方案。结果表明,顶板含水层的疏放水总量为503.8万m^(3),动态补给量为357.27 m^(3)/h,疏放残余水量为296.5 m^(3)/h,达到了预期效果,含水层静储量得到了有效疏放,保障了工作面安全回采。

煤系顶板砂岩含水层富水性分区研究

为探讨禹州煤田西南部云煤二矿软煤、软底和硬顶且开采煤层厚度变化很大的两软一硬不稳定煤层顶板富水性,以某预开采的工作面研究区为背景,在采掘资料和钻孔数据统计分析基础上,建立了典型钻孔柱状对比图,并进行了岩组类型划分和导水裂隙带高度的计算。在此基础上,采用主采煤层顶板岩性结构指数法对研究区顶板富水性进行了探究,获得了研究区各个钻孔位置裂隙带以内的顶板岩性结构指数量化值,通过内插进行了等值线变化特征分析。然后采用标准化方法对岩性结构指数进行富水性分区,划分出富水性相对弱、中等和强3个区域,与实际情况进行了对比。研究结果对研究区预采掘顶板水害防治及顶板支护具有较重要的参考价值。

基于多源空间信息融合的含水煤层顶板复合岩层富水性分区

侏罗系煤田煤层开采普遍受到顶板复合含水层水影响。选取陕北榆横矿区袁大滩煤矿2煤开采顶板复合砂岩地层为研究对象,基于经验公式和实测公式,计算导水裂缝带发育高度,确定2煤至直罗组顶界为富水性分区范围;选取评价层段砂岩等效厚度、砂–泥互层特征等7个岩性结构指标,重点考虑2煤含水性特征,计算了各钻孔位置富水性综合指数,借助Arcgis软件,绘制了研究区富水性分区图,揭示区内富水性从西北向东南递减,与区域富水性背景一致。研究结果对于富水性指数法在煤层含水条件下的应用有推动作用。

基于综合探查手段的深埋矿井工作面顶板富水性分区

以巴彦高勒煤矿311101首采工作面为例,在工作面回采前,先通过瞬变电磁法、音频电透视法相结合的物探工程,探测煤层顶板富水异常区,再布置钻探工程进行顶板水疏放,掌握钻孔涌水量和水压分布情况。综合物探和钻探工程成果,最终确定划分工作面顶板富水区。结果表明:顶板物探工程探测出6处富水异常区,施工的56个顶板水疏放钻孔中,钻孔涌水量和水压分别划分为4个数值区间,综合分析后将工作面顶板富水区划分为4个,并在工作面回采过程明显发现,每经过1处富水区时,工作面涌水量均会出现1次"阶梯式"增长,验证煤层顶板含水层富水性分区的合理性和准确性。

顾及富水性分区的水文地质剖面图自动绘制方法

研究顾及富水性分区的水文地质剖面图的自动绘制方法,可以直观形象展示地下岩层的结构和地下水运移条件.基于浏览器/服务器(B/S)的架构模式,耦合含水层富水性分区条件与地层结构信息,构建了水文地质剖面数据模型,讨论了剖面线与富水性分区多边形的空间关系.分别从前端数据获取、地层信息处理、剖面图整体框架生成、含水层与隔水层绘制、富水性分区构建等5个方面阐明了水文地质剖面图的自动生成步骤.以江苏南通市实际水文地质钻孔资料为例,对任一剖面线的水文地质剖面图进行自动绘制和可视化,增强水文地质地层信息的直观性,减少水文地质剖面的解译难点.顾及富水性分区的水文地质剖面图的自动绘制能够为综合考虑区域的水文地质条件、有效指导地下水资源合理开发提供空间辅助决策依据,具有较高的应用推广价值.

基于沉积控水分析的巴拉素井田富水性分区研究

鄂尔多斯盆地内侏罗纪煤田顶板水害频发,从沉积控水理论研究对煤层顶板含水层进行富水性分区,能够科学有效地指导矿井防治水工作的合理开展。为了准确掌握覆岩含水层的富水情况,以巴拉素井田为例,通过沉积规律研究对井田先期开采地段内开采煤层顶板的主要含水层特征及其富水性进行分析。结果表明:矿井未来开采的2#煤顶板的主要充水含水层位直罗组、延安组含水层,其含水层的富水性不均一。通过选取分区指标、采用层次分析法计算权重、构建指数模型,最终得出研究区富水性分区结果。本次沉积规律研究成果,为矿井未来水文地质及防治水工作提供了有力的理论依据,同时对周边条件类似矿井具有一定的借鉴价值。

基于GIS的含水层富水性评价及分区

含水层富水性是划分煤矿水文地质类型的主要依据之一,以祁东煤矿为例,选取含水层有效厚度、构造发育密度、钻孔冲洗液消耗量、渗透系数及单位涌水量五个主控因素,引入模糊层次分析法的方法,计算每个主控因素的影响权重;应用ArcGIS的空间分析功能,科学评价含水层富水性,将研究区内含水层分为富水性极弱区、富水性弱区、富水性中等区及富水性强区,为科学合理制定煤矿水害防治方案提供了基础资料和参考依据。

基于组合赋权法的洛河组含水层富水性评价

核桃峪井田生产能力大、煤层分布稳定,煤层顶板的厚层洛河组砂岩含水层是主要充水含水层。随着开采程度加深,导水裂隙带导通上覆含水层富水区域,发生煤层顶板水害,威胁矿井安全生产。因此,煤层顶板含水层的富水性评价是顶板水害防治的基础,查清顶板含水层富水性分布规律对煤矿的安全开采尤为重要。以核桃峪井田首采区煤层顶板洛河组含水层富水性为研究目标,基于研究区的钻孔数据等井田资料,确定了含水层厚度、岩心采取率、脆塑性岩厚度比、冲洗液消耗量、渗透系数和单位涌水量等6个影响含水层富水性的主控因素。运用基于层次分析法(AHP)和CRITIC法分别计算指标的主观权重和客观权重,运用组合赋权法求取指标综合权重,各指标综合权重分别为0.1707、0.2078、0.0976、0.1171、0.1465、0.2603;运用基于FDAHP-独立权系数法确定含水层厚度、岩芯采取率、脆塑性岩厚度比、冲洗液消耗量等4个主控因素的权重分别是0.1675、0.3120、0.2575、0.2630。引入富水性指数研究,分别提出研究区不同方法下的含水层富水性指数模型,并对煤层顶板洛河组含水层进行富水性分区与评价。结果表明:基于AHP-CRITIC法和指标较少时的FDAHP-独立权系数法的含水层富水性区域分布不均,整体变化趋势一致,具有西强东弱的特征。对于中西部地区存在大面积较强富水区,西部的强富水区以及局部强富水点位开采时需要重点防治,提前做好探放水工作。

基于多因素岩性结构指数法的富水性预测及分区

针对营盘壕煤矿2-2煤层的安全开采问题,文章通过分析21采区水文地质条件,综合考虑了砂岩粒度、岩性组合结构等富水性差异的影响因素,构建了多因素岩性结构指数,通过对数据进行标准化,实现了对含水层富水性因素的影响定量表征,对煤层顶板砂岩含水层富水性进行了预测,并对含水层富水性进行分区。结果表明:煤层顶板砂岩含水层在采区中部及边缘为弱富水区,在中东部和中西部为中等富水区或强富水区。研究成果为研究区矿井水害防治提供依据。

基于ArcGIS的洛河组含水层富水性评价

含水层富水性评价是矿井涌水量预测与水害防治的重要基础。选取彬长文家坡煤矿41盘区4号煤层顶板白垩系洛河组含水层的厚度、孔隙度、含水率、上段视电阻率、下段视电阻率和冲洗液消耗量6个主控因素,利用层次分析法(AHP)确定各主控因素的权重。在ArcGIS数值可视化软件上对各影响因素的矢量图进行归一化处理和叠加分析,构建了基于多因素融合的含水层富水性评价模型,并对41盘区富水性进行了分区评价。利用钻孔单位涌水量和4101工作面涌水量变化数据对洛河组富水性评价结果进行了验证分析,结果表明该模型的分区评价结果与实际符合,为彬长矿区洛河组含水层富水性评价提供了重要依据。

兖州煤田奥灰富水性探析

为了对兖州煤田奥灰水进行防治,根据已有地质资料、开采技术条件及补充勘探资料,对兖州煤田奥灰的水文地质条件尤其是富水性进行分析,并进行富水性分区,探讨该井田其富水性规律。结果表明:兖州煤田奥灰富水性具有明显的不均一性,煤田深部与浅部、向斜轴部与翼部、断层破碎带与正常区段,奥灰富水性差异明显;即使同一区域,富水性也存在明显差异现象。

宁夏红柳煤矿直罗组下段含水层富水性评价

宁夏红柳煤矿自2009年9月份开始回采以来,矿井首采工作面2#煤顶板多次发生较大规模涌水,造成了较大的经济损失。在综合分析井田水文地质条件基础上,研究影响含水层富水性的多个地学信息,确定了含水层厚度、单位涌水量、渗透系数、脆塑性岩厚度比、岩心采取率、冲洗液消耗量等6个主控因素;应用基于GIS的层次分析法(AHP),确定了各主控因素对富水性影响的权重,计算出了富水性指数,最后建立了富水性分区图,对矿井安全生产具有指导作用。

基于富水性分布的矿井奥灰含水层涌水量动态预测

矿井涌水量数值预测的精度与虚拟疏放孔布设的位置与时间密切相关,为提高矿井涌水量预测的精度,以蔚州矿区某矿井为例,建立基于地理信息系统(geographic information system,GIS)多源信息的奥灰含水层富水性分区评价模型,并将该分区评价结果导入到涌水量数值模型当中,根据矿井工作面的采掘衔接计划,通过在强富水区分阶段布设虚拟疏放孔,从而预测出研究区涌水量的动态结果。实例应用表明:本文方法提高了矿井涌水量预测的精度与实用性,对有效制订矿井疏排水方案,保障矿井安全生产具有重要的理论指导意义和实用价值。

基于FAHP-GRA法的风积沙覆盖风化带潜水富水性评价

我国西北地区煤炭资源总体埋藏浅,厚度较大,煤层顶板充水受到地表水、风积沙潜水、基岩风化带水等综合影响,目前对于这一相对复杂含水系统的富水性评价研究仍不足。为了对该地区富水性做出综合评价,以东胜煤田转龙湾煤矿为依托,结合该区域的特殊地质情况,选取第四系砂层覆盖厚度、岩心采取率、单位涌水量、渗透系数、风化带厚度、砂岩岩性系数、地表地形和地表岩性作为顶板第四系及基岩风化带含水层的富水性影响因素,通过FAHP的方法以ArcGIS为平台,结合GRA灰色关联度将本矿区富水性等级划分为:弱、中等、较强,并依据等级从客观方面确定了富水性划分的阈值。结果表明:FAHP-GRA法得出的矿区潜水含水层相对富水性较强区与实际探放水资料中水量较大的孔位基本吻合,验证了该模型评价矿区综合富水性的准确性。

基于“富水性指数法”的煤层顶板含水层涌水危险性评价

针对塔然高勒煤矿3煤顶板侏罗系中统~中下统含水层涌水危险性分区评价问题,利用层次分析法赋予含水层厚度、岩心采取率、脆塑性岩厚度比、渗透系数等含水层富水性影响因素权重值,并将各影响因素及其权重耦合,引入"富水性指数"建立侏罗系中统~中下统含水层涌水危险性评价模型,结合钻孔单位涌水量对富水性分区进行检验,并通过修正各影响因素权重,直至富水性分区评价结果符合实际水文地质条件。结果表明,矿井顶板涌水危险性由东南向西北逐渐降低,东南部顶板涌水危险性较高。

层次分析法在双阳煤矿煤层顶板含水层富水性预测中的应用

以双阳煤矿为例,利用MAPGIS的数据管理和空间分析功能,结合层次分析法,在水文钻孔较少的情况下,将物探探测富水异常区作为补充来进行煤层顶板富水性的定量预测,为评价含水层富水性提供了新的思路,为顶板水害防治提供可靠的依据。

贵州六盘水地区地下水富水性特征分析与评价

贵州六盘水地区碳酸盐岩广泛沉积,岩溶强烈发育,地下水丰富。而该区地质构造复杂且煤矿资源丰富,探究地下水的富水性特征对区域煤矿开采和地下水保护具有重要意义。本文以野外调查和水文地质勘查资料为依据,以统计分析为技术手段,对六盘水市中心城区地下水的富水性特征进行分析与评价。结果表明:石炭系和二叠系灰岩含水岩层沉积地段岩溶极发育,地下水最丰富,富水性最好。综合多种富水性控制因素分析得出盆地中心富水性最强,西南部最弱,富水性由盆地中部向两侧递减。

乌东煤矿顶板含水层富水性评价

为了解乌东煤矿西区可能存在的顶板水害威胁,对煤矿西区东翼煤层顶板直接充水含水层进行富水性评价。选取第四系厚度、钻孔单位涌水量、渗透系数和地层视电阻率 4 个影响因素,运用层次分析法(AHP)确定各主控因素权重,利用 ArcGIS 软件对各个因素进行归一化处理和复合叠加分析,建立了煤层顶板含水层富水指数模型,对乌东煤矿西区进行富水性评价及分区。结果表明,乌东煤矿西区东翼顶板含水层富水程度分布不均,整体呈现由西向东递减趋势,大体处于中等富水及以下水平。研究区西部、中部和南部局部区域富水性较强,在这些区域进行煤层开采活动应做好防治水预警和探放水工作。截流工程周围存在中等富水和较强富水区域,说明截流工程可能因煤层开采而遭受破坏,需进一步勘探确认和做好加固措施。

超宽工作面采动顶板砂岩富水性研究

为探讨新桥煤矿南翼某超宽工作面开采二2煤层顶板富水性,以该超宽工作面及其周边9个钻孔为地质背景,分析了开采煤层顶板岩性结构特征,计算了顶板导水裂缝带高度。在此基础上,详细计算了研究区9个钻孔位置二2煤层顶板导水裂缝带高度范围内的岩性结构指数及其在研究区的分布特征。最后对该工作面所在区域进行了顶板富水性分区研究,并将分区结果与实际已采工作面突涌水情况进行了对比,验证了分区结果可靠性较高。研究结果对该工作面顶板水害防治具有很好的参考作用。