基于放水试验和示踪试验的岩溶通道研究

矿山生产排水时会形成一定范围的水位降落漏斗,尤其在南方岩溶发育地区,影响范围会通过岩溶通道迅速扩展到较远的地方,形成塌陷、地裂缝等灾害。为查清岩溶通道,以南方某矿山为例,通过放水试验和示踪试验,有效查明了矿山充水的岩溶通道空间分布、发育情况,为矿山防治水和预防地质灾害提供了依据。

浅谈岩溶发育地区隧洞工程高外水压力过水岩溶通道恢复处理方法

岩溶地区的岩溶发育情况非常复杂、规律性差,前期难以查明。其隧洞工程遇涌水是较复杂的工作,特别是地下水流动通道,且在外水压力大的情况下需要为其另设通道恢复过水能力,技术要求高,施工难度大,处理方案非常复杂。以贵州省夹岩水利枢纽及黔西北供水工程某支渠石木碗隧洞遇到的实际问题及处理方法为依托,在工程实际地质条件的基础上,从所遇到的工程地质问题情况描述、地质预报的开展、通过预报成果梳理制定的施工方案、有限空间中的方案实施、处理方案的最终成果,探讨岩溶发育地区高外水压力情况下隧洞施工方法。

高密度电阻率法在顶板岩溶通道探测中的研究及应用

本文通过有限元法模型对纵向叠加的岩溶通道及采空区进行正演和分析,并结合实际探测中的已知点进行探测试验,最后结合探测剖面分析,理论和实践证明高密度电阻率法在顶板岩溶通道探测中具有良好的效果,是一种在采矿安全生产提前排除水患的一种精确、高效的探测方法.

水库深切低邻谷岩溶通道防渗处理技术探讨

水库在不良地质条件下防渗处理非常重要。文章基于某水库工程,左岸发育有低邻谷,下切强烈,岩溶发育形式多样,且埋藏较深,地质条件极为复杂,防渗难度较大。在工程实施过程中采用动态设计、多手段并用举措对不同类型岩溶通道进行封堵,取得了很好的防渗效果,节省了工程投资,对同地区及同类型的工程具有借鉴意义。

高密度电法在探测复杂场地岩溶通道中的应用

高密度电法测点密集、工作场地适用性高、对于水这类低阻信息载体反演信息敏感,可以准确的探知场地高低阻异常区,并由反演推测其地质信息。基于此,本文以西南某工程场地为研究对象,采用高密度电法探测手段,并结合对比钻探揭示场地信息,查明场区内岩溶通道及地下空间复杂体。结果表明,高密度电法在复杂场地条件下,对于地质体异常部位能较为直观的体现出来,对于岩溶通道的探测起着明显不错的效果。

基于高密度电法的城市岩溶地下水通道三维电性成像

岩溶地下水通道是隐伏岩溶区常见的地质现象,开展城市隐伏岩溶通道探测对城市地下空间开发和地质灾害防治具有重要意义。岩溶通道常具有高度的空间变异性,常规二维探测难以对其进行较好的表征。基于此,文章采用三维高密度电法对城市隐伏岩溶地下通道进行了精细探测,结合地球物理数值模拟和应用实例,分析三维高密度电法对不同充填类型岩溶地下通道的成像效果。结果表明:三维高密度电法较二维探测在数据量和分辨率上均有较大提升,可更直观地表征目标体三维电性结构特征,该探测方法对岩溶地下水通道成像具有优势;通过对武汉市源泉村岩溶地下水通道三维电性成像,揭示了该低温热泉的地下水运移特征,可为城市地热勘探开发提供参考。

济南泉域岩溶径流通道特征

岩溶发育程度的差异性对地下水的储存和运移有重要控制作用。采用示踪试验、泉水位动态观测等方法揭示济南岩溶含水介质特征。试验表明济南泉域岩溶水观测孔中示踪剂运移的浓度历时曲线呈现单峰、双峰、三峰、多峰形态并存,岩溶水径流通道有单一管道和多管道并存;泉水位衰减特征表明含水系统以小型管道、裂隙、溶隙、溶孔、网络状溶隙等共同释水,衰减系数的历时变化反映济南岩溶水系统岩溶发育存在垂直分带性。研究表明,济南泉域岩溶发育不均、有多重性,奥陶纪灰岩比寒武纪灰岩的岩溶更发育。为保持泉水持续喷涌,宜选择奥陶纪灰岩含水层进行人工补源。

示踪试验在矿山岩溶通道探查中应用

为了查明张集矿A组煤层底板灰岩含水层突水通道及含水层水力联系,向奥陶系灰岩含水层投放NH4Cl、KI 2种示踪剂,同时向寒武系灰岩含水层投放食用胭脂红示踪剂,并在在突水点处按一定间隔采集样品,分析离子浓度及分光度随时间变化关系曲线,研究表明:奥陶系灰岩含水层中存在4条岩溶通道,寒武系灰岩含水层存在3条岩溶通道,且不同含水层水力存在一定的水力联系,突水水源为多种水源混合。

水中自然电场法探测病态水库岩溶渗漏通道——以金鸡河水库一级水电站为例

在岩溶区修建的水库或矿山尾矿库等建筑物,常因库区岩溶地质条件复杂而出现库水或污水渗漏等问题,岩溶渗漏通道勘察中常用的物探方法多布置在库区的大坝、坝肩等库岸陆地一带,未能对库内的库底岩溶塌陷等岩溶渗漏通道直接进行探测与评价,致使探测与治理效果往往不佳。本文以桂北金鸡河水库一级水电站放水涵管旁岩溶渗漏通道探测为例,研究水上自然电场法探测水库岩溶渗漏通道的原理、现场工作方法及探测效果。研究区出露地层主要由泥盆系榴江组(D_3l)石灰岩夹白云岩、白云质灰岩,泥盆系东岗岭阶(D_2d)白云岩、石灰岩、泥质灰岩组成,隐伏岩溶中等发育。区内一级水电站放水管入水口放水可引起强烈水上自然电位负心区域场,经采用圆周平均法划分水上自然电位区域场与剩余局部异常计算,分离出6个被强烈区域场淹盖了的次级似等轴状或似椭圆状负心水上自然电位剩余局部异常。经潜水员潜水入库内查看,这6个负心剩余局部异常区在库底均有岩溶塌陷或岩溶开口或库底渗漏天窗一一对应,其中,16线46-48号测点附近出现的似等轴状负心剩余局部异常对应的库底岩溶塌陷规模最大,塌陷坑直径约1.8 m,塌陷坑深约2.5 m,其余异常区对应的库底渗漏天窗或岩溶开口规模次之。经库内外水的简易连通实验及工程地质钻探,物探异常查证效果好。水上自然电场法可用于岩溶病态库区水上应急、快速圈定浅层岩溶渗漏通道范围等岩溶地质问题调查。

利用多源大功率充电法定位复杂岩溶含水通道的方法

由于地下发育的岩溶形态空间分布存在不均匀性,导致地表地质调查很难确定地下岩溶含水通道的位置;而一般的地球物理方法受地形或地质条件的限制,在对岩溶含水通道进行探测时存在多解性,往往需要几种物探方法综合判断。本文尝试利用大功率充电法对岩溶含水通道进行快速准确的定位,并通过布设多个充电点来验证异常的可靠性;在布设测线的同时布设以充电点为圆心的弧形测线和平行直线测线,分析对比其优缺点;在数据分析之前分别对数据进行正常场改正和Fraser滤波处理。通过利用多源大功率充电法对洛潭水库复杂岩溶含水通道进行探测后发现:该方法可以快速准确地定位测区内岩溶含水通道的位置及走向,其中弧形测线能够更好地控制整个测区岩溶含水通道的走向,经过正常场改正和Fraser滤波处理后的平行直线测线观测结果也能很好地对异常进行定位;而"多源"观测能更好地甄别有效异常。经钻探及示踪法验证,该方法的探测结果是准确可靠的。

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。

矿井综合物探技术在南方煤矿探测岩溶突水通道中的应用

在我国南方多水患矿井治理中,一般采用矿井综合物探技术探查其岩溶突水通道,以便采取防、堵、疏、排、截等措施治理其水害。为了查明某矿井矿井井下+352水平、+270水平巷道内出水岩溶通道的具体走向、位置及大小,在其地表及巷道内共布置物探测线10条,其中4条地面测线,6井下测线。从高密度电法探测所得的电阻率断面图上看,其存在4个明显的低阻异常区。据此探测结果,结合地质资料进行分析,共找出5条岩溶导水通道。地质雷达探测结果对比,二者的探测结果较吻合。

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。

肥城煤田奥灰岩溶横向分布特征

在收集肥城煤田大量突水点、陷落柱和注浆量等资料的基础上,分析了肥城煤田奥灰岩溶在横向上的分布特征,揭示了肥城煤田奥灰岩溶在横向表现在此基础上,利用突水量圈定了不同等级奥灰突水易发区的分布位置,为煤矿安全生产提供地质依据。

偏移成像与希尔伯特变换在地质雷达探测隧道裂隙流水通道中的应用

隧道施工容易破坏岩溶裂隙水流通通道,导致局部性的地下水位急剧下降和地表水的干涸,严重影响隧道周围居民生活.地质雷达是隧道工程中常用的地球物理仪器,当应用该仪器进行勘探时,如果勘探表层存在密集钢筋干扰就会导致深部病害难以识别.工程中应用地质雷达在隧道内探测隧道路面地下水分布时,由于隧道路面表层存在的钢筋网的影响,导致雷达数据剖面深部振幅较小,异常难以识别.本文首先进行了地质雷达二维有限差分数值模拟方法,研究了表层密集钢筋对深部含水裂隙通道识别造成的影响情况,并通过对模拟数据进行偏移成像和希尔伯特振幅变换处理,压制了表层强反射的干扰,研究了含水裂隙通道的典型异常特征;最后以郴宁高速公路某隧道为例,应用本文提出的方法,压制了隧底路面下密集钢筋的影响,准确探测出了含水裂隙通道的空间分布情况,证明本文提出的方法的可行性.

地表溶蚀盆地-地下岩溶联合成库条件分析——以弄岩水库为例

水资源已成为人类社会及经济发展的重要制约因素,国内外都在积极探索不同气候、不同地质条件下水资源的合理开发利用。受地下岩溶发育及气候影响,岩溶地区的地表及地下水资源在时间、空间上分布极不均匀,旱涝并存,通常以单一拦蓄地表水或直接抽取地下水来应对,存在较大局限性。文章在总结分析前人的研究成果上,结合弄岩水库,利用水文系列资料进行相关分析,找出地表水与地下水之间的变量关系及相应可开采水资源量;查明地下岩溶蓄水条件,在岩溶通道设置地下拦蓄工程,实现地表水与地下水联合开发,并利用地表及与地下岩溶水库的调蓄功能均衡供水,有效解决旱涝问题,水资源得以最大化合理利用。

开茂水库工程岩溶体系研究与评价

开茂水库区处于(侏罗系上统)莲花口组砾岩出露区,该套地层岩溶发育,地表呈现较典型溶蚀残丘地貌特征,勘探及地质调查发现了大量溶蚀洼地、落水洞、溶洞等岩溶现象。岩溶渗漏成为水库修建最为突出的工程地质问题。受地形地貌、地层岩性、地质构造、河谷演化历史等因素影响、开茂水库区岩溶发育十分复杂,勘察阶段通过多种地质勘探方法,基本揭示了库区岩溶发育特征及规律,为岩溶渗漏评价及处理提供了合理可靠的地质依据。

云南双河水库岩溶区渗漏问题分析

通过岩溶发育调查、分析以及地下水补给、径流、排泄条件综合分析可知,库坝河谷段岩溶地下水沿岩溶层径流排泄于河床,下游田坝河段也为地下水补给型河谷,库区无通向库外的深层岩溶通道,且在库坝河谷段与下游田坝河谷段之间存在地下分水岭。河间地下水稳定运动计算和陡直河岸地下水壅高计算结果显示:该地下分水岭高于水库正常蓄水位,双河水库不存在影响水库运行的岩溶渗漏问题。

息烽县龙漩涡岩溶洼地成库论证分析

本文通过对龙漩涡洼地岩溶水文地质条件及勘探、试验等成果资料的分析,并结合邻谷渗漏分析结论。充分论证通过对龙漩涡岩溶通道进行灌浆封堵使洼地成库的可行性,并提出工程处理方案,以期为类似案例提供借鉴。

开茂水库工程岩溶勘察

开茂水库区岩溶发育十分复杂,发育程度在空间分布上和规模上具有差异性,在时间上形成多期次岩溶,众多影响岩溶发育的因素相互影响、相互作用。准确、完全地查明库区岩溶现象,几乎不可能,建议在重点处理已经查明的岩溶通道的基础上,预留一定的工作量,待水库蓄水后,根据蓄水后实际情况,在必要情况下进行局部、重点处理。