基于矿井生产进度疏干条件下三维地下水数值模拟

以陕西大海则煤矿为例,研究了多层含水系统矿区疏干条件下的含水介质和边界条件特征,建立了研究区三维地下水流数值模拟模型,完成了模型识别和验证,并结合大海则煤矿的工况特征和矿井生产过程,以首采区回采工作面月掘进进度为单位,采用丰水期和平水期两种预测方案,依次对各回采工作面地下水位疏降至2号煤底板的涌水量进行模拟和预测。该方法将复杂空间地质体和地下水渗流相结合,准确描述了疏降工程的降水过程,所得结果既充分保证了矿井的安全生产,又加强了地下水资源保护。

平原区深层地下水资源可恢复性研究

为合理开发深层地下水资源,确定深层地下水资源的可恢复性,以桓台县为例,在分析其水文地质条件的基础上,依据地下水位动态监测及地下水水质取样分析,通过对水动力和水化学动态特征两个方面的研究,探讨深层地下水资源的构成及特性。研究表明:随着不断超量开采,研究区深层地下水水位下降速率加大,深层地下水接受浅层越流补给和侧向径流补给特征明显,激发越流补给增加,但水化学组分并没有明显改变,深层地下水资源具有一定的可恢复性,但开采量必须得到合理控制。

基于遥感与GIS的矿山地质环境时空演变分析——以东胜矿区为例

煤矿开采将不可避免地产生地质环境问题。以东胜矿区2007年Quick Bird遥感影像和2012年World View2影像为数据源,通过提取矿山地质环境现状信息,计算矿山地质环境类型时空数据的变化幅度、变化速度及转移矩阵等,揭示不同矿山地质环境类型的时间变化过程;以采矿权为空间单元,通过计算各类矿山地质环境的年均增幅与综合动态度,描述其空间演变趋势。结果表明:随着东胜矿区开采规模持续扩大,不同矿山地质环境类型的面积逐年增加且增幅各异,由"污染"(采坑、排土场及积水区)向"治理"(恢复治理区和工业广场)转移的趋势显著;尽管矿区地质环境已得到足够重视,并呈现西北区域恢复治理优于东南区域的特点,但"治理"力度总体上慢于"污染"程度,仍不利于可持续发展。

潍坊市沿海地区卤水资源的开发利用与管理

针对卤水资源在开发利用和管理中存在的区域性降落漏斗、淡咸水分界线南移、卤水质量浓度下降等问题,在分析研究区水文地质条件的基础上,运用非稳定流法和地下水数值模拟方法,进行卤水开采优化布局,提出3.56×108m3/a的开采规模及7.5年开采年限,为实现卤水资源的合理开发利用提供理论依据。

矿山开发要素空间拓扑关系的判定与应用

针对矿山开发秩序混乱的问题,通过描述矿山开发要素与采矿权的空间位置关系,介绍和设计了点面、面面拓扑关系的判定及矿山开发秩序的检验;以2010年Quick Bird遥感影像为数据源,对宁武矿区进行了矿山监测,基于空间数据库引擎和嵌入式GIS组件,实现了矿山开发要素的空间拓扑关系判定和查询,为矿山监测提供了有效的参考信息。

天然-采动状态下顶板含水层疏降水量预测与评价

以鄂尔多斯市台格庙矿区为例,研究多层含水系统水文地质参数和边界条件特征,运用Visual Modflow软件建立研究区三维地下水数值模型,采用钻孔抽水实验资料及矿区初始流场分布数据完成了模型识别和校正。针对以往疏降水量预测未考虑采动后水文地质条件变化的问题,基于导水裂隙带发育高度与顶板隔水层的侵入关系确定了疏降含水层层位和区域,对矿区7个井田2、3煤层顶板含水层在天然状态和采动状态下的疏降水量进行了预测,结果表明:采动状态下顶板含水层疏降水量明显增大,开采前需要对顶板含水层水位进行疏降,且水位疏降会对当地居民饮用水含水层造成一定的影响。

潍坊市北部沿海地区卤水形成与演化规律

为合理开发利用潍坊市北部沿海地区地下卤水资源,在分析研究区内卤水矿区水文地质条件、古地理条件的基础上,探讨卤水的集盐过程;依据水质分析测试数据,采用离子比例系数法、PHREEQC水文地球化学模拟、同位素分析等方法手段,从时间和空间尺度2个方面揭示天然卤水的形成和演化规律。认为潍坊市北部沿海地区地下卤水的形成受蒸发、补给、储存等条件的控制;蒸发浓缩作用、水-岩相互作用、离子交换作用、脱硫酸作用、混合作用等水文地球化学过程制约着卤水的演化过程。卤水资源形成过程漫长,必须适量开采。

复式推覆体内矿坑涌水量预测的地下水数值模拟

由于推覆体内构造作用强烈,含水介质具有极强的空间不连续性及各向异性,对位于推覆体内的矿区来说,含水系统结构的刻画是模型概化的一大难点,也是影响矿坑涌水量预测精度的主要因素。为了提高推覆体内矿区含水系统结构刻画及涌水量预测结果的精度,以刚果(金)Sicomines铜钴矿为例,对复式推覆体内矿区水文地质概念模型的建立方法进行了研究,将模型垂向上精细加密剖分,严格按照实绘水文地质剖面逐一对模型中横向、纵向剖分图进行水文地质参数赋值来区分含水层结构,构建了地下水流数值模拟模型,并利用地下水位动态及矿坑排水量资料对模型进行了识别,然后分别对矿区1230,1110,990 m开采标高的矿坑涌水量进行了预测,结果表明:1230,1110,990 m开采标高的矿坑平水年涌水量分别为130400,103200,97000 m 3/d,可作为矿山防治水的依据。

地下水流场三维流线分布可视化研究及应用

研究区地质条件的复杂性与三维流线的视觉叠加性在一定程度降低了三维流线图的可读性。通过分析地下水流线的生成过程,将其分布控制归结为流线初始点的布置问题,在探讨地下水流场特征点的基础上,结合流线初始点局部布置方法,制定了流线初始点的整体布置原则。以内蒙古自治区鄂托克前旗上海庙矿区鹰骏一号井田为例,利用其水文地质资料对流线布置原则进行检验,获得的流线图清晰地描述了地下水运动规律且有效地揭示了地质特征点(天窗)对地下水径流的控制作用,证明了流线布置原则的合理性与有效性。