强径流带条件下深部山青开采水害治理技术研究与应用

孙庄矿井田位于黑龙洞泉域的西南部强径流带上,受水文地质条件影响,深部开采表现出了与浅部开采不同的水文地质规律,深部开采受双重水害威胁。目前,矿井经过近50 a的开采,剩余可采储量为332.3万t,其中受大青灰岩水和奥灰水威胁的深部山青煤为247.2万t,占全矿井可采储量的74.4%,如不解放受水威胁的深部山青煤,矿井将面临关闭的严峻局面。为解决防治水技术难题,通过对矿井水文地质条件进行分析,决定采用地面区域治理的方法对大青灰岩含水层进行注浆加固,使其改造为弱含水层或相对隔水层,阻断了奥灰含水层对上伏薄层灰岩的补给通道,增强了煤层底板的阻隔水能力,来解决矿井深部山青煤层开采受“双重”水害威胁的难题。

陕西渭北东部岩溶地下水强径流带的环境同位素证据及其可更新性评价

环境同位素研究证实,陕西渭北东部岩溶地下水系统中部上王—西头—黑池一带为岩溶地下水强径流带,是渭北东部岩溶地下水的主要径流区域。强径流带内岩溶水积极参与现代水循环,平均滞留时间为51年,具有较强的更新能力。与此对应,14C的证据显示强径流带以南、以北及东南部的岩溶地下水具有万年以上的形成历史,属难以恢复的不可再生资源。同位素EPM模型计算表明,强径流带内隐伏岩溶水系统天然补给量为87.55mm/a,储存量为9.62×109m3/a,平均储水系数为0.029。以上结论均与水文地质勘探结果基本吻合。环境同位素的研究成果提供了岩溶地下水的循环强度和可更新性的直接证据,补充和丰富了岩溶地下水运动的重要信息,为定量评价研究区隐伏岩溶地下水资源的可更新性提供了关键性数据。

山西岩溶水强径流带的成因类型及其水文地质特征

根据成因特征,将山西岩溶水强径流带分为五种类型:接触带型、河谷型、构造带型、向斜谷地型和复合型。通过野外调查及对大量实测资料的分析研究,揭示出山西岩溶水强径流带的主要发育与分布特征:岩溶水强径流带呈网状分布;发育深度50～300m;地下水面呈槽谷型,水力坡度一般在0.6‰～2.8‰之间。岩溶强径流带水量丰富,单井出水量大于1000m3/d,是建立岩溶水水源地的理想场所。

鲁中南泰安纸坊泉域岩溶水强径流带成因及特征

近年来,鲁中南地区岩溶地下水泉水流量衰减、干涸,水源地超采,岩溶塌陷等环境地质问题日益凸显,迫切需要加强研究。以泰安纸坊泉域为例,探讨了泉域内岩溶水强径流带分布、成因类型及典型水文地质特征,以达到合理开发、保护岩溶地下水的可行性。结果表明,岩溶水强径流带是有巨大调蓄功能并发育于浅部地下水积极交替带的网络状强岩溶富水带,其地下水动态稳定,成井率高且识别特征明显,是本区岩溶水水源地开采的理想场所。研究强径流带系统的水文地质条件,掌握其规律,为进一步研究鲁中南地区岩溶地下水提供了一条有效途径。

基于泉群流量与降水量相关性的明水泉域岩溶水强径流带识别

运用皮尔逊相关系数法分析了明水泉域各水文站月尺度最佳降水滞时,依据最佳降水滞时在旬尺度和日尺度条件下分别计算了2006—2013年泉群流量与各水文站降水量的皮尔逊相关系数,得出与泉群流量关系相对密切的水文站点,从而识别出明水泉域强径流带。结果表明:各水文站最佳降水滞时均为5个月;明水站、闫家域站和旭升站降水量变化与泉群流量过程有较大的一致性,对泉群流量的影响相对较大,3站所在位置可能存在明水泉域岩溶水强径流带。

柳林泉域岩溶水强径流带的成因类型及水文地质条件分析

强径流带是柳林泉乃至山西岩溶大泉的主要特征之一,柳林泉域岩溶水在地质、构造、水动力条件的共同作用下形成了以北川河、东川河强径流带为主的河谷～向斜谷地复合型、河谷～构造带复合型强径流带,由于强径流带是岩溶、裂隙、溶隙的强发育带,是岩溶水运移、富集的主要通道,富水性较强,导水性能强,主要发育于奥陶系中统上、下马家沟组的厚层灰岩、豹皮状灰岩,具明显的各向异性特征,而该强径流带是岩溶发育密集带、富水性强,导水性能强,单井出水量大,水位动态稳定,是开采岩溶水的理想场所。

中国北方的岩溶水强径流带

在中国华北,地下岩溶多为溶隙网络状,主要发育强径流带系统。论文首先分析了中国南、北方岩溶差异的原因,包括地质差异、气候差异和时间因素限制,之后分别论述了岩溶水强径流带基本特征、岩溶水强径流带的宏观发育机制、强径流带的成因类型、地下岩溶发育深度、新构造运动与强径流带岩溶变迁,指出强径流带是地下岩溶选择性发育的结果。强径流带的成因类型和构成为:接触带型(约占47%);断裂带型(12%);岩溶河谷型(22%);河流渗漏集中补给型(9%);浅拗向斜型(6%);复合型(3%)。

强径流带上陷落柱分布规律探讨

陷落柱是华北石炭二迭系煤田广泛存在的一种地质现象,现在学界较普遍认为是由于煤系基底岩溶发育导致上覆岩层垮落而形成的。通过对西铭矿北五盘区陷落柱的密度及分布规律的分析认为,处在强径流带上的向斜构造两翼陷落柱呈群集中分布,一般是在具有活跃岩溶的水化学条件下,并伴有溶洞扩溶等影响下形成的。

偃龙矿区奥陶系强岩溶含水层底板注浆改造技术

偃龙矿区地处豫西地区,矿井深部开采二1煤层受奥陶系强含水层岩溶裂隙水威胁,奥灰水压不断增高,煤层底板构造发育、隔水层不稳定等突水因素影响了安全回采。通过水文地质资料分析与瞬变电磁技术进行底板富水性探测,建立了底板注浆改造深度精确计算模型,提出了偃龙矿区二1煤层底板注浆改造水害防治技术,并进行了工业性试验。结果表明:12061工作面底板分布有3种类型富水异常区,富水异常区域岩层节理、裂隙较为发育,异常区覆盖工作面底板大部,工作面底板存在突水危险性;菱形钻孔布置有利于减小孔间距,最终确定底板注浆改造深度为65 m、注浆压力为9 MPa与注浆扩散半径为25 m,对太原组下段及奥陶系灰岩含水层注浆变含水层为相对隔水层,切断了底板奥陶系灰岩含水层与二1煤层的水力联系;底板注浆封堵后,检验孔水量不大于10 m 3/h,钻孔孔壁光滑,原5个富水异常区消失,注浆改造效果显著。

地下水径流模式的研究

利用地下水流动系统的径流分析观点,基于矿区地质概况,分析矿区的主要含水层,并界定出矿区的水文地质边界;通过地下水径流模式的分析,得出3种径流模式,在此基础上提出矿区的3类径流分区并做出定义,依次提出矿区的防治水建议。

地下水径流模式的研究

位于福建省闽北地区的将乐白塔煤矿水文地质、构造地质条件复杂,因而采煤条件复杂。利用地下水流动系统的径流分析观点,基于矿区地质概况,分析了矿区的主要含水层,并界定出矿区的水文地质边界。通过地下水径流模式的分析,得出3种径流模式,并在此基础上提出矿区的3类径流分区并做出定义。依此提出矿区的防治水建议。

北方岩溶地下水系统模式及特征

目前,有关北方岩溶地下水系统模式划分主要着眼于水资源或岩溶水系统本身,不能满足煤矿防治水和水资源利用的多重需求,且其系统性和实用性不足。文章在分析大量资料的基础上,对北方岩溶地下水系统的特征进行综合分析研究,提出了以结构特征、补给特征、强径流带与主构造(或地层)走向关系和排泄特征等为依据的北方岩溶地下水系统模式分类方案,将已知北方岩溶地下水系统划分为11种模式,对其中与华北型煤田有关的7种模式的煤矿床水文地质特征进行了概述。

安-鹤煤田水文地质条件对瓦斯赋存影响

针对安阳-鹤壁煤田普遍存在的太原组煤层瓦斯含量低于其上覆的山西组煤层的情况,通过分析安-鹤煤田地质构造形成与演化,以及煤田深部太原组煤层瓦斯和下伏奥陶系灰岩通过裂隙作用发生一定水力联系,确定太原组煤层游离瓦斯通过裂隙渗透作用溶入奥陶系灰岩水,并将瓦斯带走,以泉群形式出现时将瓦斯排到大气中,是造成太原组煤层瓦斯含量普遍偏低的原因。

综合物探调查晋祠断裂对晋祠泉流域岩溶水控制作用效果分析

研究晋祠断裂特征及其对晋祠泉流域岩溶水的控制作用,可为晋祠泉流域岩溶水运移规律的分析提供依据。本文利用可控源音频大地电磁法(CSAMT)、音频大地电磁法(AMT)、大地电磁法(MT)和大功率充电法等物探方法对晋祠断裂西南段断裂特征及其对晋祠泉流域岩溶水控水作用进行调查与研究。研究结果显示,晋祠断裂西南段走向北东—南西,倾向南东,倾角自浅至深由大变小,断裂带宽约250 m,影响深度大于1 km;晋祠断裂南东侧存在相对阻水地层,致使大部分岩溶水未进入太原盆地,推断该断裂为张性导水断层;在西山山地存在两个与晋祠断裂平行的岩溶水强径流带,其宽度在150~300 m之间。岩溶水通过晋祠断裂和强径流带对下游补给。

基于GMS的岩溶区火电厂地下水污染物运移模拟

根据毕节市某拟建火电厂水文地质条件,利用GMS软件建立研究区地下水流模型、溶质运移模型。在防火堤底部采取黏土、防水混凝土、土工膜3种不同防渗材料情况下,模拟柴油泄漏在研究区强径流带的运移情况,结果表明:不同防渗材料下污染物渗漏的影响范围相差较大,采用黏土和防水混凝土作为防渗层时,柴油泄漏后向含水层各个方向发生运移,污染羽大致呈椭圆形,污染物以渗漏点为中心沿水流方向向下游扩散,进入强径流带后迅速流入地下暗河;采用土工膜作为防渗层时,污染物几乎未透过土工膜渗入地下水。

地铁施工对济南白泉泉群流量的影响

为研究地铁建设对济南白泉泉群的影响,在综合分析白泉泉域地质、水文地质条件的基础上,假定研究区岩溶强径流带位置及水力性质,利用FEFLOW软件建立地下水流数值模型。以规划地铁M1号线为研究对象,分析了济南东站、梁王站、梁王东站分别施工及3个站同时施工4种情景下,采用施工降水或施工降水+人工回灌两种施工方式对白泉泉群流量的影响。结果表明:单独采用施工降水的施工方式使得白泉泉群流量衰减,其中3个站同时施工对泉流量的影响最大,泉流量最大衰减达5.48%;各站分别施工时,济南东站对泉流量影响最大,泉流量较未施工时减少了0.043×10^(4) m^(3)/d。采用施工降水+人工回灌的施工方式,能够有效缓解泉流量的衰减,各车站施工时的泉流量衰减由仅施工降水时的2.26%~5.48%降低至0.08%~1.21%。岩溶强径流带有利于地下水形成优势径流,促进白泉泉群补给,一定程度上缓解因地铁施工引起的泉流量衰减。

贵州木孔煤矿顶板地下水特性及水害防治

通过对该矿区水文地质条件的分析,找出了顶板岩溶地下水的基本规律并提出了矿床开采过程中矿坑水害防治方法。

焦作矿区水文地质内边界特征研究

文章论述了焦作矿区水文地质内边界特征,岩溶发育规律对内边界水文地质特征形成的作用,典型水文地质内边界岩溶水强径流带特征,提出焦作矿区水文地质内边界特征决定了供水水源地的选择方向和矿井防治水对策。

浅谈水文水井施工中井漏的处理与施工方案

当钻遇井漏时,应首先对井漏的性质进行综合分析判断,主要包括漏层位置、岩性、漏失通道等,分析井漏的严重程度、可能导致的后果以及可能连锁发生的其他井下复杂情况,据此合理组织预案,制定出科学合理的井漏处理与施工方案,达到安全、经济、高效的目的。

SICOMINES铜钴矿二期疏干排水方案分析与选择

SICOMINES铜钴矿一期采剥工程最低已延深至1 240m水平,面临二期疏干排水方式的选择和施工准备,结合铜钴矿一期采剥施工、工程地质及水文地质调查和分析,选择井巷疏干及坑内排水联合排水方案作为SICOMINES铜钴矿二期疏干排水方式。