采用异步指纹图联合上界预测法对地下矿坑涌水进行溯源及预测

地下矿坑水来源复杂,难于准确溯源及预测,易造成安全事故。为了对矿坑涌水准确溯源和水量预测,根据矿坑涌水来源不同时与大气降水之间的关系差异,在指纹图法中考虑异步因素首创出异步指纹图法。利用异步指纹图法对大气降水与矿坑涌水之间的影响时间滞后特性进行对比分析,以对矿坑涌水进行准确溯源;又根据矿坑涌水的前期波动特征,提取出其上界数据,利用上界包络预测对矿坑涌水的最大涌水量进行了分析预测。经某铝土矿山实例分析,异步指纹图法确定矿山矿坑涌水来源于大气降水,大气降水5天后影响矿坑涌水;上界包络预测矿山矿坑最大涌水量为10218 m3/d。据此对矿山设计了针对性的截流排水措施后,突水事故数减少了68%,水害经济损失减少了91%。说明异步指纹图联合上界包络预测能够准确地溯源和预测矿坑涌水。

基于神经网络算法分析和预测低渗透性含水层矿坑涌水对地下水位的影响

低渗透性含水层矿涌水由于渗透性低,短时在开采点附近会造成很大垂向水头梯度,远离开采点的地下水位影响微弱,在这个阶段二维或三维数值模拟模型来刻画矿坑用水对地下水位的影响精度不够。为提高模拟精度,在已有实测涌水量与水位的基础上,建立BP神经网络模型,找到各影响因素和水位之间的映射关系,预测地下水位变化,并结合解析法,建立矿区矿山开采和水文气象等因素与矿区地下水时空特性关系,用于指导后续矿山开发利用过程中地下水水资源量的分析与利用,同时也为类似矿山开采过程中地下水分析与预测提供参考依据。

露天矿矿坑涌水水质特征分析与处理工艺优化研究

针对宝日希勒露天煤矿矿坑涌水中细颗粒物难去除、混凝剂投加量大的问题,开展了矿坑涌水水质特征分析与处理工艺优化研究。通过分析矿坑涌水的悬浮物颗粒粒径、ζ电位和PAC/APAM配比对混凝沉淀效果的影响,提出一种经济有效的矿井水处理新工艺——磁混凝分离技术。研究结果表明:矿坑涌水中悬浮颗粒物平均浊度高(1794 NTU),细颗粒物(粒径≤10μm)占比大(85%),且ζ电位高,导致混凝沉淀的效果不佳;2号矿坑污水处理厂的PAC投加量约为200 mg/L,远超正常投加量(20~60 mg/L),需要进一步优化;采用“初沉+混凝+磁分离+过滤”的处理工艺,可提高细颗粒物的去除率,同时减少混凝剂投加量,理论估计处理系统运行成本为0.415元/m^(3),可实现经济效益为106.76万元/a。

河谷碳酸盐岩型铅锌矿深部矿坑涌水主控因素研究

西南金属矿区含水层空间结构复杂,多属水文地质条件复杂的河谷岩溶裂隙充水矿床,深部开采极易诱发岩溶涌突水问题,查明矿坑涌水主控因素是解决水患问题的关键。本文以位于云南某河谷的碳酸盐岩铅锌矿为例,基于水文地质勘察、钻孔水位监测、放水试验、涌水量动态观测,查明矿区岩溶发育强度及地下水流场特征,分析矿坑深部充水水源及通道,讨论帷幕注浆工程对矿坑涌水的影响。结果表明:矿坑涌水主控因素为北东—南西构造裂隙,以大气降雨入渗补给为主,地表河流因地下水位下降呈悬挂式河流,缓慢渗流补给地下水且不存在灌入式通道;受近南北向、北东向、北西向3组构造影响,空间上构成“Y”型充水通道,西北、北东、南北向导水能力强,以二叠系栖霞茅口组灰岩地下水侧向补给为主且水源充足;南侧导水性较差,上泥盆统宰格组地下水缓慢径流补给且水量小;帷幕注浆工程大幅减少矿坑涌水量,封堵效果显著。

矿坑涌水对大气降水的响应分析及预测

分析了程潮铁矿矿坑涌水对大气降水的响应特征,通过大气降水-矿坑涌水互相关函数值,研究了不同滞后期大气降水对矿坑涌水的影响程度。建立了基于时间序列分析的大气降水-矿坑涌水传递函数模型的预测方法。利用最小二乘法对传递函数部分进行参数估计,并对残差序列进行自回归处理,平均误差低于3.26%。预测模型在一定程度上能够反映出矿坑涌水对大气降水的滞后和相关关系,适用于采用崩落法或上覆围岩裂隙破碎带发育的地下矿山。

基于数值法和解析法的矿坑涌水量预测对比分析

在矿山开采过程中会存在矿坑涌水,为了使矿坑涌水得到合理的利用与疏排以及防止突水事件发生,需要对矿坑涌水量进行预测。以安徽省涡北煤矿为例,使用数值法与解析法分别预测其开采中产生的涌水量,并对两种方法预测结果进行分析比较。对数值法的应用是根据矿区水文地质条件,利用Modflow软件对矿区地下水进行模拟计算;解析法则主要依据地下水动力学的研究,使用解析公式计算矿坑涌水量。结果表明,两种方法都是合理的,这两种方法的结合增加了矿坑涌水量预测的可靠程度,可相互佐证。

岩体渗透结构与矿坑涌水强度关系

非均质和结构性是岩体的渗透特征。渗透结构可以分为壳状渗透结构、脉状渗透结构和层状渗透结构三种基本类型 :壳状渗透结构条件下矿坑涌水强度随深度衰减 ;脉状渗透结构使得矿坑涌水强度随深度衰减幅度小 ;层状渗透结构对矿坑涌水强度的控制作用取决于岩层的组合效果。矿区含水岩体的渗透特征由三种基本渗透结构复合而成。复合的渗透结构使矿区出现多条突水强度随深度衰减曲线 。

混凝沉淀法处理含铅矿坑涌水

实验采用常见的聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)通过烧杯混凝实验进行除铅,比较了3种絮凝剂对矿坑涌水中铅的去除效果;进而比较了3种絮凝剂分别组合之后对铅的去除效果,筛选出既高效又经济的混凝剂组合,并最终确定混凝剂组合为PFS和PAM。并且考察了投加顺序和p H值对组合混凝剂除铅效果的影响。结果表明:分别在最佳PAC、PFS投药条件下与PAM混用,对含铅矿坑涌水的处理效果要比单独使用PAC、PFS任何一种絮凝剂效果好,PAM有利于提高PAC、PFS对铅的去除率。PFS与PAM组合除铅最佳工艺条件为:p H值为9.5,PFS投加量200mg/L,PAM投加量1mg/L,投加顺序为快速搅拌时投加PFS,慢速搅拌时投加PAM,混凝反应时间14min,静沉15min,含铅矿坑涌水经该工艺处理后,铅去除率可达99.05%,出水铅浓度降至0.238mg/L,达到国家污水综合排放标准(GB8978—1996)。

煤矿矿坑涌水可利用量及资源化利用

以哈密别斯库都克露天煤矿为例,分析了煤矿矿坑涌水可利用量及其资源化利用程度,为缓解矿区供排水矛盾,合理利用矿区水资源具有重要意义。

内蒙古额济纳旗独龙包矿区矿坑涌水预测与分析

为查明该地区区域水文地质条件和矿区水文地质条件,分析、预测和评价可能存在和发生的水文地质灾害。通过对矿坑涌水进行预测与分析,研究人员提出了防治措施。这些为合理规划矿区建设提供了可靠的理论依据。

矿坑涌水量随机序列的状态空间实时预报模型

针对很多矿坑涌水量受控于降雨量,含水系统具有时变性,引进现代控制论,建立了状态空间实时预报模型。并对某矿涌水量进行了预报,获得了令人满意的结果。文章还分析了该模型对不同类型水文地质条件的实时跟踪能力和适应能力。

矿坑涌水封堵治理过程中岩溶导水通道连通性研究

受含水层岩溶发育不均匀性影响,大水矿山矿坑涌水导水通道空间分布位置的探查存在较大技术难度,难以针对性制定矿山防治水方案。以强岩溶地区某大水矿山矿坑涌水治理工程为背景,选择食盐作为示踪剂,通过连通试验研究了注浆孔揭露岩溶通道与矿坑主要涌水点之间的水力联系,并在标定水样电导率-食盐浓度对应关系的基础上,计算了岩溶通道补给水源汇入涌水点的比例。试验结果表明,该岩溶通道与矿坑-30 m水平最大涌水点连通性好,示踪剂回收率达到88.45%以上,可判断其为主补给通道。此通道经“投料+注浆”封堵治理后,涌水点水量由2.4万m 3/d降至500 m 3/d,保障了安全生产。研究结果表明:连通试验在岩溶管道流充水矿山导水通道探查方面具有良好的适用性,是查明导水通道与矿坑涌水点连通性和补给量的可靠技术手段,能够为大水矿山制定防治水策略提供有效技术依据,避免因条件不清而造成的盲目施工,具有显著的经济效益和社会效益。

矿坑涌水量预计中的若干问题

一、稳定流和非稳定流在生产过程中或许多地质报告中,大都采用稳定流解析法预计矿坑涌水量。一般说来,矿山开采初期,随着大量开拓工程的实施,含水层的揭露面积迅速增加,疏干漏斗迅速向外扩展,矿坑涌水量以消耗含水层静储量为主,随着开拓面积的扩大成正比例的增长。因此该阶段疏干流场主要受矿山开拓工程的发展所控制,为非稳定流。

三水市青岐石膏矿一矿区矿坑涌水环境影响评价

青岐石膏矿一矿区经过多年的地下采矿,形成了大面积的采空区,局部地段发生矿坑涌水.通过矿区水文地质条件、矿坑涌水量、水质资料以及排水渠附近杂草长势分析,阐明了矿区地下水类型、分布规律、矿坑涌水现状,认为矿区地下水富水性贫乏为主,矿坑涌水小,对矿山及其环境影响不大.

某金属矿区水文地质特征及矿坑涌水量预测

本文旨在分析预计涌水量和实际涌水量之间的差距,并及时的找出产生误差的主要因素,全面化的分析涌水量预测理论基础和方式,依照目前技术发展的实际情况来进行分析,制定出来一套在模糊层次分析法基础之上的矿坑涌水量预测评价体系。

安徽黄屯硫铁矿矿坑涌水治理的帷幕注浆工艺

安徽省庐江县黄屯硫铁矿经过前期水文地质勘察,预测矿坑涌水量达到108 000 m3/d。为确保矿山安全开采,采用帷幕注浆方法对矿坑涌水进行治理。详细分析了帷幕设计参数、施工工艺、技术要求,实践表明:工艺实施后,使得主孔水位标高由-13.55 m降至-16.92 m,堵水率达到65%以上。

基于数值法的控矿构造带矿坑涌水量预测研究——以焦家控矿构造带为例

焦家断裂带金矿密集,相邻矿山开采相互干扰明显,单一矿坑的涌水量研究工作已经不能满足矿山生产需求。通过建立多矿山联合开采的焦家控矿构造带地下水流数值模型,模拟预测干扰开采条件下不同开采中段的矿坑涌水量及随时间的变化规律,为矿山开采制定防治水方案提供依据。模型中采用barrier障碍边界模拟控矿构造阻水带对地下水水平流的阻碍作用,在传统水位及观测孔拟合的基础上,进行矿坑涌水量拟合校正,进一步提高模型模拟精度。

紫金山金铜矿地下开采矿坑涌水水源识别及防治方案

利用水化学信息识别地下开采矿坑涌水水源具有技术简便、效果理想等特征。以紫金山金铜矿为例,采用水化学分析和人工示踪试验方法综合判定了矿区深部铜矿的矿坑涌水水源。通过研究代表性水样常规水化学分析、微量元素分析、氢氧稳定同位素分析数据,常规组分Piper三线图,常规及微量元素聚类分析结果以及示踪试验验证结果,认为矿坑涌水主要来自硐室围岩富含大气降雨成因的基岩裂隙水,未受到地表水(汀江水)补给的影响。在此基础上,采用水文地质比拟法预测了矿区-150 m中段巷道开拓完毕后的正常涌水量将达到7 736 m^3/d,最大涌水量将达到11 662 m^3/d,并提出了"疏干降压为主,预防为辅"的防治水方案,供区内矿坑涌水防治参考。

贵州省桃子坪锰矿矿区地下水类型及矿坑涌水量预测

桃子坪锰矿床是贵州近几年发现的具有较大勘探潜力的矿床,而其水文地质条件一直未得到有效的调查研究,严重制约了该矿床的下一步勘探开发。通过对桃子坪锰矿床水文地质条件研究分析,采用稳定流法对矿区涌水量进行了预测评价,不仅为矿区开采方案的制定提供依据,而且为矿区安全开采提供坚实的保障。

岩溶充水矿床减少矿坑涌水量的一种途径

本文以凡口铝锌矿矿床疏干工作中对地表水及地面塌陷治理为实例,简述了做好地表水及地面塌陷治理,是岩溶充水矿床减少矿坑涌水量的有效途径。