地下水水化学垂向分带特征及成因机制-以新街矿区为例

矿井水作为煤矿矿区主要的潜在供水水源,具有较好的综合再利用潜力。然而,煤层顶板充水含水层与围岩发生的复杂多样的物理、化学反应共同影响煤矿矿井水水质。因此,确定不同充水含水层地下水水质状况及其成因机制,对矿井水的保护与综合利用具有至关重要的意义。本研究基于新街矿区一井田的地下水样本和岩石矿物成分数据,采用多元统计分析与水文地球化学方法,并通过PHREEQC软件对水化学平衡进行模拟,深入探讨了不同含水层地下水的化学特征及其矿物溶解/沉淀的垂直分带规律,旨在揭示其成因机制。研究发现:①矿区地下水的化学特征呈现出明显的垂直异质性,其中志丹群以HCO_(3)-Na·Ca、HCO_(3)-Mg·Ca型为主,而安定组至延安组则主要为SO_(2)-4Cl·SO_(4)-Na、SO_(4)-Na型,TDS、Na^(+)、可能是主导水质垂向分异的关键驱动因子。②关键水质指SO_(4)^(2-)标,如TDS、Na+和的浓度与含水层深度(从志丹群至延安组)呈线性关系,通过离子比值分析发现K^(+)、Na^(+)主要源于硅酸盐矿物溶解,Ca^(2+)、Mg^(2+)浓度受到碳酸盐、硫酸盐以及硅酸盐矿物溶解作用的共同影响。③矿物饱和指数的深度变化表明,白云石、斜长石和岩盐等矿物在不同含水层中存在未饱和与过饱和状态的交替,志丹群和安定组的地下水中,许多矿物显示出进一步溶解的趋势;而在直罗组和延安组,多数矿物已达到过饱和状态。④水岩相互作用控制不同深度矿井水的水化学组成,最上层的志丹群水化学组分主要受钠长石、钾长石、方解石、绿泥石等矿物溶解作用的影响,深部含水层硅酸盐矿物、石膏、岩盐和黄铁矿的溶解反应更强,并伴随着阳离子交替吸附作用,形成了高矿化的Cl·SO_(4)-Na、SO_(4)-Na型水。本研究深入探讨了煤矿区不同含水层地下水化学的垂直分带特征及其矿物溶解机制,为矿井水资源的精准管理、水质调控和环境保护提供了坚实的科学基础,具有重要的理论指导价值和实践应用前景。

新街矿区深部开采邻空巷道受载特征及冲击失稳规律分析

随着我国煤炭资源开采战略西移,西部部分矿井已进入深部开采阶段,邻空巷道冲击失稳频繁发生,严重威胁煤矿安全生产。以新街矿区红庆河煤矿为工程背景,综合运用现场调研、理论分析和数值模拟等方法对新街矿区深部开采邻空巷道受载特征及冲击失稳机制进行研究。建立了初次来压、充分采动阶段工作面前方邻空巷道动静载叠加力学模型;通过精细描述不同阶段静载及扰动动载,提出了基于采空区侧向静载、超前静载及扰动动载的邻空巷道“三载荷”动静叠加原理,并给出了发生冲击失稳的应力判据;揭示了邻空巷道围岩受“三载荷”叠加诱冲机制,即高应力、能量经巷道“顶—帮—底”传递,巷道围岩形成应力集中,能量积聚,达到煤岩体冲击失稳临界值时,诱发邻空巷道冲击失稳。针对工作面上覆厚硬岩层的邻空巷道冲击地压灾害,提出了“切断动载源、降低集中静载应力和恒阻大变形吸能锚杆锚固”的防治措施。研究结果表明:邻空工作面初次来压阶段相邻双工作面采空区顶板形成非对称“T”型结构,亚关键层Ⅰ破断,亚关键层Ⅱ未破断,工作面来压较缓和,邻空巷道围岩所受静载较大,扰动动载较小;周期来压(充分采动)阶段相邻双工作面采空区顶板形成对称“T”型结构,两组亚关键层均破断,邻空巷道围岩所受静载及扰动动载均较大,此时易诱发邻空巷道冲击失稳。

神华新街矿区三维数字化管理平台的建设研究

神华新街矿区是神华集团公司"十二五"和"十三五"期间规划建设的亿吨级现代化矿区,新街矿区数字化矿山的建设是神华集团公司发展战略的重要组成部分,也是新街现代化矿区的特色之一。神华新街矿区三维数字化管理平台的建设是新街矿区实施数字化矿山建设的重要组成部分,旨在推进新街矿区数字化和信息化的建设进程,促进高水平数字化矿区的建设,在煤炭企业升级和行业发展方面起到引领和示范作用。

新街矿区煤炭集疏运系统规划研究

鄂尔多斯新街矿区矿井分布于包西铁路两侧,新街站作为包西铁路通道内蒙古自治区鄂尔多斯境内最南端的中间站,现有车站规模已成为新街矿区矿井在站接轨修建专用线的主要瓶颈。通过对新街站现状的分析及周边矿井的产量预测,按照"统筹兼顾、系统思考、整体规划"的原则,对新街站辐射范围内需修建铁路专用线的矿井作统一考虑,形成新街地区煤炭集疏运系统的发展战略。

神华新街矿区智能供排水系统建设的思路

在介绍神华新街矿区井水概况及利用要求的基础上,详细阐述了智能供排水系统的设计。

科学规划 持续创新 高起点建设神华新街矿区

神华新街矿区是神华集团今后最主要的煤炭生产接续基地和神华集团实现可持续发展的重要战略基地。提出了神华新街矿区建设目标,并从科学规划、数字化矿区、施工工艺创新、生态与环境保护并重、持续创新等方面进行了深刻阐述,认为神华新街矿区的建设必须科学规划、持续创新和高起点建设。

新街台格庙矿区资源适应性开采方法与工艺浅析

本文通过对新街台格庙矿区开采技术条件的综合分析,对矿区薄煤层、特厚煤层、局部可采煤层与边角煤开采回收的方法与工艺进行了分析研究和适应性的优化选择。

基于五大发展理念的新街台格庙矿区总体规划研究

台格庙矿区总体规划以"创新、协调、绿色、开放、共享"五大发展理念为引领,明确了矿区定位和规划目标,提出了"以矿井群开发为依托,集约高效、智能安全、生态和谐、科学发展"的矿区开发新模式,确定了促进矿区创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展、共享发展的具体方案,具有前瞻性和战略性,对类似矿区有一定的示范意义。

新街台格庙矿区井田划分方案研究

基于煤炭工业矿井设计规范的相关规定,结合新街台格庙矿区的煤质赋存情况,对矿区的井田划分提出了三种划分方案,并从矿区的开发建设方式、矿井开采方式、地面工业场地布置方式以及后期投产运营等方面对三种方案进行了对比分析。研究表明,矿区南部区域划分为一、二、三、四号井,矿区北部区域划分为南北向两个特大型矿井(五、六号井),即全矿区划分为六个矿井的划分方案较为合理,对矿区今后的开发建设具有重要的指导意义。

新街台格庙矿区地面空间布局研究

针对传统矿区受限于多个开发主体,在地面空间布局中存在资源浪费、环境污染、布局不完善、缺乏统一的全生命周期规划及动态调整机制等问题,新街台格庙矿区发挥“一个矿区一个开发主体”的独特优势,在地面空间布局规划中,从全生命周期出发,坚持生态优先、绿色发展,通过科学创新,引入国土空间规划理念,对相关影响因素进行了研究与分析,使矿区空间规划与地面设施布局有机结合,最终形成“一轴三带六区,两主六副十井”的矿区格局,有效解决了传统矿区地面空间布局中存在的问题,为新街台格庙矿区高质量发展提供了蓝图。

新街台格庙矿区高质量发展实施路径研究

新阶段、新理念、新格局的大背景下,矿区高质量发展发挥着保障能源安全供应、推进煤炭转型升级的重要作用。基于现有的煤炭行业高质量发展的研究成果,总结分析了矿区高质量发展的内涵特征,提出了创新开放、集约高效、智能安全、绿色和谐的16字矿区高质量发展理念;给出了新街台格庙矿区高质量发展规划的总体思路,并阐述了台格庙矿区高质量发展规划的具体实施路径,主要包括矿区开发布局、智慧安全、绿色低碳、人文和谐、公共服务、交通物流、创新驱动、管理模式等。

新街台格庙矿区高质量发展规划评价研究

对矿区高质量发展水平进行评价,是矿区高质量建设的重要环节。对尚未开发的新街台格庙矿区进行了顶层规划,提出了不同阶段的高质量发展目标,并构建了矿区高质量发展评判指标体系,建立了模糊评价综合模型,通过量化指标运算获得了矿区高质量发展评价得分。评价结果显示:矿区在建设期、中期和远期均能实现高质量发展,且发展水平稳步提升。在此基础上从创新开放、集约高效、智能安全、绿色低碳4个评价维度阐述了高质量矿区的建设路径,明确了矿区建设中的重点方向。

新街台格庙矿区地温梯度及地温分布特征

煤矿地温异常直接影响煤炭资源正常开采,查明地温分布规律为煤矿开采提供设计依据,对大规模机械化开采具有重要意义。

新海铁路专用线设计方案的研究与探讨

新街矿区铁路专用线的修建将使蒙西地区的煤运通道连通成网,与区域路网协调统一,优化运输组织,提高运输效率。以地质、技术和经济条件等作为新街矿区铁路专用线线位方案研究比选的主要依据,对研究年度内该线的年度货运量进行预测,据此提出线路技术标准及运输组织方案,对新街矿区西侧方案、穿新街矿区方案和新街矿区东侧方案进行分析比较,提出推荐方案。