煤系灰岩含水层水文地球化学特征研究

华北型煤田水文地质条件复杂,随着开采深度增加,水害事故时有发生。为进行矿井水害防治,以淮南煤田顾北煤矿为例,通过系统分析其水文地质特征,确定太原组灰岩水为1煤开采的直接威胁水源。基于水化学类型和常规离子分析,结果表明:研究区内太灰水阳离子主要是K^(+)+Na^(+),主要阴离子为Cl^(-),且各采区及受陷落柱影响区域的水化学类型具有明显差别;另外,受地下水的补给、径流和排泄条件以及循环快慢、阳离子交换作用等因素的影响,太灰水K^(+)+Na^(+)、Cl^(-)和HCO_(3)^(-)含量随深度的增加呈现明显增大趋势,Ca^(2+)、Mg^(2+)和SO_(4)^(2-)呈减小趋势。

黔北煤田灰岩含水层对开采13号煤层的影响研究

黔北煤田金沙片区9号煤层为突出煤层,为了解放该突出煤层,需要将13号煤层作为9号煤层的保护层先行开采,但是金沙片区13号煤层距离底板茅口灰岩含水层较近,开采13号煤层存在突水危险。以金沙片区为研究对象,统计分析38个钻孔的岩性、隔水层厚度和茅口组灰岩顶界标高数据发现,13号煤层底板隔水层岩性中隔水性较好的岩层共有9种,岩层累计厚度占隔水层厚度的43.51%~100.00%,平均为75.56%;隔水层岩性上下岩层相对较软、中间岩层相对较硬,隔水性能较好。13号煤层底板隔水层厚度为13.53~35.15 m,平均值为19.48 m;茅口组灰岩含水层水头值为1.35~5.57 MPa,平均值为3.33 MPa;掘进工作面隔水层厚度能够满足要求;13号煤层工作面回采时,97.38%区域处于危险区域,在未采取防治水措施之前,建议暂时不开采。研究结果可以为黔北金沙片区开采13号煤层和底板水害防治提供参考。

回坡底煤矿奥陶系灰岩含水层水文地质条件评价

为了研究回坡底煤矿奥陶系灰岩含水层的水文地质特征,采用地下水化学动力学和水文地球化学基本理论,对奥陶系灰岩含水层的水文地质、水动力学和水化学特征进行定性分析和定量评价,为回坡底煤矿制定科学合理的防治水措施提供依据。研究表明,坡底煤矿奥陶系灰岩含水层由南向北水质类型变化依次为SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg→HCO_(3)·SO_(4)-Na·Ca→HCO_(3)-Ca·Mg→SO_(4)·Cl-Ca·Mg;研究区南部及东部含水层埋藏较浅,透水性较强,地下水径流较快,岩溶较发育;中部波浪状条带范围内岩溶比较发育,形成一中等的地下水径流带;北部及西北部含水层埋藏较深,透水性较弱,地下水径流缓慢,岩溶不发育。

淮北桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层放水试验与监测成果分析

桃园煤矿北八采区在开拓掘进过程中地温异常,钻孔揭露太原组灰岩含水层水温高、水压高、水质异常。为了判断北八采区太原组灰岩含水层富水性及其补给水源,在采区和矿井内布置了井上、井下观测系统,在井下对太原组灰岩含水层实施放水试验,采用自动监测装置记录放水量与观测孔水位。结果表明:北八采区太原组灰岩含水层水位与奥陶系灰岩含水层水位同步下降,而南部采区太原组灰岩含水层水位基本不变;北八采区太原组灰岩水与奥陶系灰岩水之间存在密切的水力联系,接受奥陶系灰岩水的补给;采区内部存在高水位区;北八采区呈现复杂的水文地质条件。研究成果为该采区太原组灰岩含水层水害的防治提供了可靠的水文地质依据。

示踪试验在探查灰岩含水层突水通道中应用

为了查明新庄孜煤矿63301工作面1组煤层底板灰岩含水层的突水通道,分别从太原组灰岩、奥陶系灰岩含水层投放NaCl示踪剂,寒武系灰岩含水层观测孔投放KI示踪剂,在工作面突水点间隔采集样品。经测试分析其浓度随时间变化关系曲线发现:底板太原组灰岩含水层中存在多条小通道和一条大通道,奥陶系灰岩含水层中存在多条小通道,而寒武系灰岩含水层存在2条通道,在不同灰岩含水层通道中,水流速度存在较大差异性,反映了其岩溶裂隙发育非均匀性特点。此外,利用本次突水资料,计算灰岩含水层的参数。为工作面底板太原组灰岩水害治理提供依据。

淮北桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层放水试验水质监测成果分析

为了判断桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层富水性及其补给水源,在井下对太原组灰岩含水层实施了放水试验,采集不同放水阶段太原组灰岩水样,对其常规水化学指标进行了测试,并与井田各含水层水化学指标进行了分析对比。结果表明:北八采区太原组灰岩水与井田南部采区新生界松散层第四含水层的水以及煤系砂岩水的水质差别较大,与南部采区太原组灰岩水的水化学指标也存在一定的差异,而与奥陶系灰岩水的水化学指标基本一致;并随放水时间的延长,水质更趋同于奥陶系灰岩水;北八采区太原组灰岩水与奥陶系灰岩水存在水力联系,接受奥陶系灰岩水的补给。研究成果对该区太原组灰岩水的防治有重要的指导意义。

淮北矿区太原组灰岩含水层富水性与埋深和构造的关系研究

分析了淮北矿区太原组灰岩含水层特征以及矿区内的5个水文地质亚单元的太原组灰岩含水层的富水性,经分析表明,太原组灰岩富水性与井田构造密切相关,并且其富水性具有随着埋深的增加而减弱的规律。

跨向斜构造区域工作面底板薄层灰岩含水层地面注浆改造实践

恒源煤矿深部采区Ⅱ632及Ⅱ633工作面横跨温庄向斜构造,向斜轴部区域具有"断裂构造复杂、太灰富水性强、水压高"等特征,为解放该矿深部6煤资源,消除煤层带压开采底板灰岩水害隐患,提出了"地面顺层孔区域超前注浆改造薄层灰岩技术方案",旨在为该矿探索一种安全高效、切实可行的防治水技术。施工结果表明:目的层平均顺层率、受注层段注浆改造后单位吸水率、注浆后治理区段灰岩电阻率、井下验证钻孔出水量等指标均达到预期要求。工作面回采期间,未发生目的层灰岩出水。

辛置煤矿复杂灰岩含水层的模糊综合判别法

本文通过对辛置煤矿52个矿井水水质的系统研究,总结了辛置煤矿3个复杂灰岩含水层的水化学特征,并利用改进的模糊综合判别法对辛置煤矿3个灰岩含水层的水样进行了判别研究。研究结果表明:辛置煤矿石炭系太原组K3灰岩含水层水化学特征明显,其判别依据为SO4-Na型,且水样的γCa/γSO4比值均小于0.5;由于地质构造复杂、地层岩性不均一和地下水径流条件多变,造成石炭系太原组K2灰岩含水层和奥陶系峰峰组O2f灰岩含水层的水质参数相互重叠,无法通过常规水化学方法进行有效判别。本研究采用常量离子当量浓度百分比、γCa/γCl和γMg/γCl作为模糊综合判别模型中的判别因子,取代传统判别法中利用常量离子质量浓度作为判别因子,将水化学机理与模糊数学原理有机融合,使模糊综合判别法的准确度由原来的75%提高至96.2%。

徐州某矿井奥陶系灰岩含水层上开采矿井突水的水文地质初步研究

徐州某矿井奥陶系灰岩含水层上开采矿井突水的水文地质初步研究葛中华，沈文南京大学，南京，２１０００８中国矿业大学，徐州，２２１００８贝怀成淮阴市矿务局，淮阴，２２３００１ＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＲｅｓｅｒｃｈｉｎｔｈｅＨｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙｏｆＷａｔｅ...

近煤层灰岩含水层水化学特征研究

为弄清近煤层灰岩含水层地下水水化学分布规律,进而为水源判别等煤矿防治水工作提供一定依据,通过图示法对比分析同一含水层在不同矿区的水化学类型以及离子浓度特征,结果表明:不同矿区的同一含水层的水化学类型有异同,如超化矿奥灰水水化学类型为Ca-Mg-HCO_3,裴沟矿奥灰水水化学类型为Ca-Mg-HCO_3-SO_4,赵家寨矿奥灰水水化学类型为Ca-Na-MgSO_4-HCO_3、Ca-Mg-Na-SO_4-HCO_3、Na-Ca-HCO_3-SO_4;不同矿区的同一含水层离子浓度有差异,如超化矿、赵家寨矿、李梁店矿L_(7-8)含水层地下水中Ca^(2+)、Mg^(2+)、SO_(42-)浓度和硬度平均值依次增加,赵家寨、超化和裴沟矿区内奥灰水中Na^+浓度差异较大。

淮南张集煤矿灰岩含水层数值模拟及涌水量预测

为了正确评价淮南煤矿张集煤矿灰岩含水层对煤层开采的影响,探明详细的水文地质条件,本文利用-536 m水平放水成果资料,利用GMS建立了张集煤矿C 3Ⅰ组灰岩含水层水文地质模型及其数值模型,经识别和验证后,获得了灰岩含水层水文地质参数,并结合“突水系数”,进行数值模拟分析,计算水文地质参数,预计灰岩疏水量,并利用数值模拟参数分别模拟计算了-536 m、-565 m水平、-566 m水平的安全开采下的疏放量。此次计算结果为张集煤矿采煤过程中灰岩水的防治提供了一定借鉴。

基于电位分析的潘北矿-580m水平灰岩含水层连通试验研究

为探查潘北矿-580 m水平C3Ⅰ组灰岩含水层水力联系状况,以及其主要断层DF13的导、阻水性,采用基于电位分析的连通试验方法,通过在地表长观孔投入碘化钾示踪剂,在井下-580 m放水大巷放水孔采集水样,监测水样的电位值随时间变化特征来判断示踪剂接收情况。研究查明了C3Ⅰ组灰岩水的运动特征和运移通道,包括流向、平均流速等。

浅谈注浆改造煤层底板灰岩含水层

煤层底板下的灰岩含水层给煤矿的安全开采带来很大的隐患 ,通过注浆法改造底板灰岩含水层 。

华蓥山龙滩矿区长兴组灰岩含水层地下水运动分析

对华蓥山龙滩矿区长兴组灰岩含水层地下水运动做了简要的分析,并着重阐述其补给来源、径流形式、排泄方式。同时也对其补给、径流、排泄的发展和变化做了必要的说明。

基于地下水流数值模型的灰岩含水层疏放可行性研究

为了查清灰岩含水层水文地质条件,分析该含水层的疏干可行性,采用了三维地震、瞬变电磁法物探探查、水文地质钻探探查、水文地球化学探查及井上(下)群孔三降深大型抽(放)水试验等综合探查手段。基于放水试验资料,建立了矿井水文地质模型,利用Feflow数值模拟软件对水文地质模型进行了参数识别和验证,分析了大青灰岩含水层疏干可行性。结果表明,大青灰岩含水层与下伏富水性极强的奥陶系灰岩含水层水力联系密切,水文地质条件复杂,大青灰岩的疏干工作应建立在封堵大青灰岩与奥灰间导水通道基础上。

吴寨矿井底板灰岩含水层富水规律分析

针对平顶山矿区吴寨矿一5煤层开采受底板灰岩水威胁的现状,分析了一5煤层底板灰岩含水层的基本特征,研究了岩溶裂隙的发育特征和分布规律,查明了富水分区.研究表明,灰岩含水层浅部岩溶裂隙较发育,随着深度增加,岩溶裂隙发育程度逐渐减弱.标高在-150 m以上为灰岩地下水强富水区;-150～-350 m为中等富水区;-350 m以下为弱富水区.根据物探结果,在矿井西翼-250～-340 m水平,煤层底板灰岩存在多个相互独立的异常区.

薄层灰岩含水层区域超前治理关键技术研究与实践

针对峰峰矿区水文地质条件极其复杂、个别矿井掘进过程中水害威胁严重的实际情况,采取了超前区域注浆加固治理技术,介绍了其中5.5 m厚的薄层灰岩含水层区域超前注浆加固过程中遇到的难题,并对其进行分析,通过下套管到大青灰岩含水层顶面、斜向器开窗切割套管、羽状分支孔补注等技术手段,取得了薄层灰岩含水层区域注浆加固的成功,为类似5.5 m厚薄层灰岩含水层注浆加固的情况提供技术借鉴经验。

新庄孜矿63采区C3^3灰岩含水层疏放模型建立

该文以新庄孜矿为研究对象,建立研究区(63采区)A1煤层底部C33灰岩含水层水文地质模型及数学模型,利用前期探放水基础数据,通过数值模拟计算结合勘探获得的数据对研究区含水层参数进行分区,为下一阶段疏放性评价确立合理模型。

破碎软岩层中灰岩含水层注浆技术

根据不同的矿井地质条件,立井井筒施工过程中含水层治理工作往往存在诸多不同的难点。对土耳其艾尔麦德矿风、副立井井筒在治理M3石灰岩含水层注浆过程中存在问题及解决方案做了详细研究分析。该矿井M3灰岩含水层上部为P1泥灰岩,该段岩石较为松软破碎,打钻过程中出现塌孔、注浆过程中泥岩阻碍、导致裂隙封闭浆液上窜等现象,达不到理想的注浆效果,给注浆施工带来很大困难。通过采取有效的注浆施工方案及施工工艺,取得了较好的注浆堵水效果,为类似地质条件矿井防治水工作提供了借鉴经验。