中关铁矿地下水化学组分演变特征分析

为探明中关铁矿在进行建设及开采时,地下水水化学组分受地下水流场变化及水-岩相互作用的影响程度,本文利用Piper三线图、聚类离子分析及离子比值图等分析手段,对中关铁矿地下水水化学组分演变特征进行研究分析。结果表明:奥灰水的水化学类型为HCO_(3)^(-)Ca·Mg型;混水为HCO3·SO_(4)-Ca·Mg型;岩体水为SO_(4)-Ca·Mg型。奥灰水与岩体水中Ca^(2+)浓度变化最大,而混水中Mg^(2+)浓度变化最大;奥灰水与混水中HCO_(3)^(-)浓度变化最大,而岩体水中SO_(4)2-浓度变化最大。其中,地下水中Ca^(2+)、Mg^(2+)和SO_(4)^(2-)是TDS值的主要影响因素。该研究结果有助于深入研究铁矿区地下水系统循环过程,为地下水资源的管理、开发利用与保护提供依据。

基于FEFLOW和ARIMA模型的中关铁矿地下水动态模拟预测

为科学合理地开发中关矿区地下水资源,促进中关铁矿安全生产,通过构建地下水数值模型(基于FEFLOW模拟软件)和ARIMA地下水位预测模型,对研究区的地下水动态进行模拟分析和预测。结果表明,通过不断调整参数,最终FEFLOW模型水位动态模拟结果同实际水位结果相差不大,模型能够为研究区水位和涌水量预测提供支持;ARIMA模型拟合实际水位时间序列的效果较好,在短期预测内精度较高。研究成果对于地下水数值模拟和水文时序预测具有参考价值。

中关铁矿矿区地下水动态特征分析

为探明中关铁矿帷幕注浆后,阻水帷幕对矿区内地下水流场变化的影响程度。本文利用水位动态曲线图及地下水位等势线图等分析手段对中关铁矿地下水水位变化特征进行研究分析。根据地下水位动态曲线图发现,帷幕线内外的地下水动态变化曲线走势相同,说明帷幕内外含水层水力联系密切;但帷幕外比帷幕内水位高,说明帷幕体起到了一定的阻水作用。根据地下水位等势线图发现,帷幕区内地下水从四周流向帷幕中心,在帷幕区中心形成了一个降落漏斗。该研究结果说明了帷幕注浆后的帷幕内外水力联系情况和帷幕建成以来随矿山开采帷幕内的地下水流场动态变化情况。通过地下水流场变化深入了解铁矿区地下水径流系统,可为制定矿区防治水措施提供依据。

BP神经网络判别模型在中关铁矿突水水源预测中的应用

中关铁矿属国内典型大水矿床,其地下水系统相对复杂,为保障工作人员的生命财产安全,需及时分析、准确预测矿井生产过程中突水水源。依据在中关铁矿三个开采水平面现有出水点采集水样的水质测试结果,分析中关铁矿地区水质特征,以BP神经网络判别模型建立矿井水源判别模型,根据测试结果数据分析,BP神经网络判别模型对于奥陶系灰岩水与闪长岩裂隙水判别正确率为100%、对于混水判别的正确率为80%。BP神经网络判别模型在中关铁矿突水水源预测中具有较高的准确性,为防治水提供理论依据。

中关铁矿地下水水化学特征简析

为了使中关铁矿的开采过程能够顺利进行,明确研究区地下水水化学特征及水力联系状况是非常重要的一环。选取研究区2021年39个地下水水样(分别于-170 m、-230 m、-245 m这3个水平工作面取样)进行水质检测,运用统计分析、Piper三线图等方法对研究区地下水水化学特征及成因进行分析。结果表明:由-170水平至-245水平,随采样深度的增加SO_(4)^(2-)浓度和TDS质变逐渐递增,随SO_(4)^(2-)离子浓度的增加HCO_(3)-的浓度逐渐减小,水化学类型由上至下从Ca·Mg-HCO_(3)向Mg·Ca-SO_(4)·HCO_(3)和Ca·Mg-SO_(4)演化。分析结果说明有部分区域奥陶系灰岩水从帷幕底部进入帷幕内,并与围岩发生了离子交换,因底部蚀变闪长岩基底为相对隔水层,所以该部分水流经闪长岩蚀变带,从帷幕外侧绕过帷幕体底部流经闪长岩蚀变带进入帷幕内侧。

连续开挖诱导断层活化顶板突水机制的模拟分析

以中关铁矿采动断层突水为例,对连续开挖过程断层活化顶板突水进行有限元模拟,从力学角度研究断层带应力和损伤区迁移过程,分析断层活化机制.研究表明:连续开挖是造成断层损伤区产生、累积扩展到贯通的主要诱因;随着开挖推进断层带内剪应力集中区域沿断层从上到下逐渐向顶板转移,断层损伤区状态由压剪变为拉剪,并不断扩展;损伤区在断层揭露时完全贯通,形成导水通道并诱发突水灾害.因此,对于工作面前方的非导水断层,采用水平超前钻孔未必能查明断层活化导水情况,为确保安全,需补充斜向上钻孔,探查更高位置断层的导水性.

中关铁矿堵水帷幕内外水位变化规律

中关铁矿位于水文地质条件复杂、透水性强的奥陶系石灰岩中,该矿在井建期间一直受到严重的水害威胁。在详细分析矿区含水层特征、富水性变化规律及地下水运动特征的基础上,对中关铁矿堵水帷幕内外的水位随季节及年份的动态变化规律进行了分析。结果表明:帷幕内外地下水的动态变化规律不仅受区域地下水径流条件和季节更替的影响,还受帷幕本身及帷幕区域内井巷工程施工及疏干排水作用的影响。根据对矿区水文地质条件及帷幕内外水位变化规律的宏观认识,提出了矿井建设过程中的突水防治对策:工作面超前探水、修建蓄水水仓、矿坑内进行超阶段疏干及对地下水水位和矿井涌水量的持续观测等。

综合电法勘探在中关铁矿采空区探测中的应用

以河北省中关铁矿采空区的探测为例,利用高密度电阻率法和电阻率测深法组成的综合方法开展了探测地下采空区有效性的试验研究。充分利用高密度电阻率法信息量大、水平分辨率较高、可二维反演成像优点和电阻率测深法探测深度大、垂向分辨率高、一维反演方法成熟的优点,建立了二者取长补短,优势互补的综合探测组合模式,查明了该矿区采空区的位置及分布情况,后期钻探验证表明所采用的综合探测组合模式是行之有效的。

矿山帷幕注浆特殊地层施工工艺研究

为了有效保护环境水资源,实现矿产资源的合理开采,矿山治水常采用帷幕注浆手段,在遇到溶洞发育地段时,常表现出透水性强、注浆量大,难达到结束标准等现象,根据中关铁矿帷幕注浆工程中所遇到的溶洞特点,将溶洞划分为不同的类别,在实验的基础上进行了注浆添加料的选择,从理论的角度介绍了溶洞注浆的方法以及浆液扩散形式由"管道流"向"渗流"的转化过程,并对现场操作进行了详细的介绍,对于类似工程帷幕注浆溶洞处理具有一定的借鉴作用。

中关铁矿水文地质条件研究及防治水技术实践

研究了中关铁矿水文地质条件,分析了矿床充水原因和地下水运动规律,重新梳理了各阶段水文地质勘探成果。根据现场实践,总结了矿山防治水的经验,提出应重点关注坑下局部构造带、破碎带、接触带、溶洞等薄弱地段,采用超深孔加强探防水,并进行有毒有害气体监测;应取消专门疏干放水孔,对井下揭露的涌水不封堵、直接疏导排放,起到辅助疏干、减少采场渗水、改善作业环境的作用。

陀螺仪定向纠斜法在中关铁矿区的应用实践

中关铁矿是20世纪60年代中期探明的储量为9300万t的矿区,因地下水位埋藏深,排水难度大,为防止开采成本大和影响生态环境,决定采用帷幕灌浆方法解决治水问题。帷幕灌浆工程的试验孔对钻孔垂直度要求很高,全孔段孔斜不能大于2 m,防斜、纠斜成一大难题,实践中摸索出陀螺仪定向纠斜法并获得成功。

中关铁矿帷幕注浆后基建期突水因素剖析及防治措施

中关铁矿矿区地下水具有丰富的动、静储量,矿区水文地质条件极为复杂。鉴于此矿山治水采用帷幕注浆的方案,目前中关铁矿正处于基建期,虽然注浆帷幕治水方案切断了大部分矿区内外水力联系,但是仍然存在突然涌水的危险源和诸多的突水因素。文章详细论述了目前矿区存在的突水因素,并提出了相应的防范措施,为中关铁矿基建期安全生产提供参考。

中关铁矿工作面顶板突水机理及防治对策

中关铁矿属于奥陶系石灰岩岩溶大水矿山,井建期间一直受到严重的水害威胁。根据中关铁矿-260 m中段掘进工作面顶板突水特征,以突水构造条件和地下水动态监测相结合的分析方法对突水机理进行了研究。结果表明:人工采动揭露使X1隐伏断层处于顶板变形张拉区,多次发生顶板垮塌,X1断层由阻水断层活化为导水断层,形成导水通道,沟通了与上覆奥陶系岩溶含水层的水力联系,引发突水事故。在此基础上,提出了-260 m井建工程中"有掘必探,先探后掘;以堵为主,疏堵结合"的顶板岩溶突水防治对策,实现了-260 m中段复杂岩溶条件下井建工程安全、高效的施工效果。