高承压非均质岩溶裂隙含水层精准注浆加固技术研究

煤层底板高承压非均质岩溶裂隙含水层突水是煤矿安全生产的重大灾害之一,消除其突水威胁对矿井安全生产具有重要意义。以梁北矿32021工作面为例,在综合分析工作面地质与水文地质条件的基础上,利用多种物探方法查明了煤层下50、70、90 m深度上的富水裂隙集中分布区域,为煤系底板受构造破坏的导水或富水裂隙的注浆加固施工提供靶向区域,结合牛顿流体和宾汉姆流体在裂隙内渗流相关理论和类比分析,得出了在8 MPa注浆压力条件下密度为1.1 kg/m^(3)的水泥浆的扩散半径约为30 m,在此基础上对工作面布置了注浆加固钻孔。结合注浆前后物探结果、钻孔单孔涌水量分析、注浆量合格率和注浆改造前后突水系数等评价划定工作面水害危安区,用于指导矿井安全生产。

裂隙含水层水平孔注浆“三时段”浆液扩散机理研究及应用

邯邢矿区是典型的华北型煤田大水矿区,其深部的大采深高承压水矿井采用地面区域超前治理奥灰水害系列技术,其中多分支近水平定向钻探及注浆是实现区域超前治理水害的关键技术。此前对注浆浆液扩散机理研究很多,但都是以垂向注浆孔及水平裂隙建立水动力学与岩石力学研究模型。地面区域治理奥灰水害是水平注浆孔高压注浆,为此开展了奥灰裂隙岩体高承压水的水平注浆孔浆液扩散机理研究,提出了注浆"三时段"的划分,并给出水动力学表达式;分析了垂向裂隙面上浆液圆环扩散形态;建立了垂向裂隙中浆水分区水动力学模型,推导出浆液扩散半径与注浆压力间关系;在有可注性差的上边界条件下,对浆液扩散形变问题给出数值模拟方法;为水平孔注浆初设及注浆参数优化提供了理论和技术指导,在邯邢矿区应用效果明显。

岩溶裂隙含水层中石油类污染物的迁移与水力截获

对淄博市岩溶地下水遭受石油类污染的研究结果表明 ,在石灰岩含水层中 ,岩溶裂隙的发育对石油类污染物侵入地下水的运移过程具有控制作用 .石油类污染物沿岩溶裂隙通道运移 ,在通道延伸的深部可以有高于浅层的检出 .水力截获方法去除地下水中石油类污染物是有效的 ,但水力截获孔的布置应就近污染物集中检出带布置 ,尽量远离水源地 ,并正常运行 .

解析裂隙含水层非稳定井流问题

本文通过坐标轴的旋转、压缩和再旋转变换 ,推导出了有越流裂隙含水层中地下水三维非稳定井流问题的解析解。该解是 Theis解、Hantush和 Way所给的径向各向异性含水层非稳定井流解的进一步推广。

裂隙含水层中地下水非线性井流问题研究

【目的】探讨裂隙含水层中地下水井流问题的精确计算方法,为裂隙含水层中地下水渗流的精确计算提供理论支持。【方法】建立了裂隙含水层中的地下水井流模型,就具有普遍性的Forchheimer非线性渗流规律,通过Boltzmann变换,对非线性渗流模型进行了求解。【结果】从理论上求解出了裂隙含水层中非线性渗流区域内渗流速度和水头降深的解析表达式,并通过引入无量纲时间、紊流因子和井流函数,对所求解析解进行了化简。【结论】揭示了裂隙含水层中非线性流的客观存在,建立了非线性渗流模型并进行了求解。

高角度裂隙含水层井筒防治水

利用矿山已掘井筒及相邻矿山井筒防治水经验,针对某矿山高角度裂隙为主的中等-强含水层,分别讨论了冻结法、工作面预注浆法和地面综合注浆法的适用性,经对比分析,确定了地面综合注浆法作为拟建井筒的防治水方法,并选取了相应的注浆参数。从注浆效果分析,地面综合注浆法的参数比较合理,注浆堵水效果比较理想,能满足该地层条件下井筒防治水要求。

裂隙含水层的特点及其研究方法

在坚硬岩石中,往往有各种不同成因的破裂空间——节理、层理、劈理、断裂破碎带、古风化侵蚀面、侵入接触面、成岩裂隙以及其它非溶洞或粒间孔隙所构成的孔隙空间(如火山岩中的熔孔、窝洞等)。处在这些空间中的地下水,一般都可归入裂隙水类型。严格说来,根据裂隙产状发育的规律及其在水文地质上的重要性,裂隙水并不限于坚硬岩石,而且还包括未固结的沉积物,如黄土、冰迹物等。

裂隙含水层中抽水井不均匀出水条件下的井流公式

裂隙是基岩裂隙地区地下水运动的主要通道,抽水试验中,与井壁相交的裂隙是抽水井主要的出水点,并不是传统井流公式假设的井壁均匀出水;受岩性变化的影响,含水层渗透性具有明显的非均质和各向异性特性;断电、机械故障等因素的影响,使得抽水井的流量不是井流公式中假设的常量。至今还没有一个综合考虑以上因素的井流公式,本文针对上述问题,提出汇点公式结合压水试验的解决方法。利用汇点概化不均匀的出水点,不均匀的出水量根据抽水并不同压水段压水试验确定的吸水量,按比例进行分配;公式中利用二维各向异性渗透系数刻画含水层各向异性;利用阶梯化流量处理试验中变化的流量。将该井流公式应用于实际工程中,收到了满意的效果。

西南地区煤矿砂岩裂隙含水层矿井涌水量预测

矿井涌水量是确定矿床水文地质条件复杂程度的重要指标。在砂岩裂隙含水层矿井中不存在大的联通管道的情况下,选用"大井法"对矿井涌水量进行预测是简单可行的。以某煤矿为例,介绍了"大井法"预测矿井涌水量参数的求取和确定过程,对类似矿井选择涌水量预测方法具有参考价值。

水源地裂隙含水层水文地质参数的确定

含水层水文地质参数的确定对于了解地下水运动特征和计算地下水资源量十分重要,抽水试验法则是确定含水层参数的主要方法。通过在水源地现场进行1次非稳定流抽水试验和2次稳定流抽水试验,在Aquifer Test软件的支持下,采用多种数学模型计算并确定研究区裂隙含水层的相关水文地质参数。计算结果显示:含水层的渗透系数表现出各向异性,垂直地下水流向的渗透系数大于平行地下水流向的渗透系数,其数值分别为25.81m/d和17.51m/d;弹性释水系数远小于给水度,分别为0.000 378和0.145,因此在水资源评价过程中可忽略含水层的弹性释水量。

裂隙含水层重金属污染物迁移规律研究

地下水溶质运移模拟是找出污染物迁移规律、确定污染范围及污染物浓度分布的重要手段。根据收集和分析的野外地质资料,建立物理砂箱模型,物理实验观察污染物运移情况;运用GMS软件建立地下水流场模型和溶质运移模型,对裂隙水的流场和污染物进行了数值研究,研究发现裂隙对重金属污染物迁移有导向作用,污染物经过裂隙会发生明显的拖尾现象。

基于水力走时反演刻画裂隙含水层非均质性

获取含水层水力参数空间非均质分布信息是研究地下水渗流、地下水污染物运移等诸多地下水问题的重要基础。然而,受常规勘察技术所限,含水层的非均质性难以直接刻画,尤其在裂隙介质含水层中,水力参数分布的非均质性更加突出,进一步增加了刻画的难度。针对该问题,本研究首先通过德国哥廷根大学北校区内的Neutra试验场地进行的64次抽水试验,获取了该场地不同深度观测点的水头响应曲线,然后使用解析方法对64组数据进行分析和参数评估,同时采用水力走时的方法对井间水力参数分布进行反演计算,最后将得到的结果分别与经典解析解参数估计和热示踪试验结果进行对比验证。结果表明,解析解参数估计的结果虽然能够在一定程度上展现含水层的垂向非均质性,但是无法刻画井间含水层水力参数的非均质分布;与热示踪试验结果的对比验证了基于水力走时反演的水力层析法在刻画裂隙介质水力参数的空间非均质分布的可靠性。

黑龙江省煤系裂隙含水层岩性划分研究

针对巨厚砂岩和泥岩互层地层难以按照传统的岩性划分方法追踪含水层的难题,近年来在黑龙江省煤矿水文地质补充勘探实践的基础上,提出根据白垩系煤系裂隙含水层的发育特点,利用钻探、简易水文、物探测井、抽水试验、水质分析等野外实际资料综合分析,采用"二分法"将研究区巨厚的砂岩、泥岩互层组合结构的白垩系煤系裂隙含水层,按照深度划分为强裂隙承压含水带和弱裂隙承压含水带,为节省水文地质勘探中的工作量提供新的途径。

白象山铁矿高承压细小裂隙含水层预注浆技术

矿山井下治水工程一直是安全生产的重大难题,根据白象山铁矿-500 m北车场贯通时出水点实际状况,对深部细小裂隙含水层分别采用了水泥-水玻璃以及改性脲醛树脂预注浆工艺,对比发现:改性脲醛树脂扩散半径大,注浆量大,注浆前期压力上升幅度小,稳定时的压力比水泥-水玻璃小4 MPa,单孔堵水率提高了57.5%,治水效果显著,值得推广。

试谈常村井田基岩裂隙含水层的含水特点

一、前言 潞安矿务局常村煤矿是国际银行投资,设计能力为年产400万吨的大型矿井,主、副、风井深分别为493米、447米、370米,由煤炭部第一建设公司承建。1985年下半年三个立井先后开工,风井用普通法凿井,在井深45.7米时突水,水量高达280米~3/时左右而淹井。主井筒刚刚穿过冻结段在井深84～86米处井筒涌水量即达59.73米~3/时,只好先治水后掘进。在三个井筒施工中,穿过涌水量40米~3/时以上的含水层16层次,其中100米~3/时以上的4层次(见表),基岩裂隙水给井筒施工造成了很大困难,不仅延误了工期,而且花费注浆费用几百万元。

用电网络模拟方法研究岩溶孔隙—裂隙含水层地下水的运动规律

本文结合南京水源地的水文地质条件,在江苏省地矿局第一水文地质大队和北京大学、地矿部水文地质工程地质研究所的协助下,对岩溶孔隙—裂隙含水层中水的运动规律进行了研究;采用了电网络模拟方法,比较成功地解决了地下水由孔隙向裂隙运动时的迁移系数的模拟实验和水源地含水层由承压转为无压时的模拟实验;

立井快速通过纵向裂隙含水层施工分析

文章探讨了立井快速通过纵向裂隙含水层施工技术,基于具体的工程项目分析了施工当地的水文地质分布状况,对施工技术应用展开具体分析,包括通过埋管施工实现控水目的、施工检查孔作业、利用施工有效加固煤能源工作面的稳定性、含水层的注浆施工等,最后总结了施工技术的应用效果,旨在提升煤矿开采施工质量。

浅谈立井快速通过纵向裂隙含水层施工

立井过含水层采用止浆垫注浆和壁后注浆施工方法,是煤矿基本建设期间水害防治的重要组成部分.以漳村煤矿回风立井井筒遇纵向单裂隙含水层,所采用岩帽加固、止浆塞注浆为例,重点介绍了新的施工工艺及技术方法.施工方案切合工程实际,取得了较好的经济和社会效益.也为同类型的工程提供了可借鉴的技术经验.

钱家营矿5煤层顶板砂岩裂隙含水层的研究和防治

钱家营矿三采5煤层工作面为矿井的衔接煤层,但5煤层顶板砂岩裂隙含水层局部富水性较强,能够直接影响工作面采掘过程,为使矿井科学调整衔接,缓解衔接紧张局面,组织储量挖潜,必须深入三采5煤层顶板砂岩裂隙含水层的研究和防治。本文通过对1358西工作面进行综合分析研究,保证工作面防治水安全,也为以后的三采5煤层开采提供科学的防治水依据和经验。