鄂尔多斯盆地北部直罗组古河道砂体分布区矿井涌水模式

近十几年来,鄂尔多斯盆地北部煤矿开采频频受到了直罗组地下水的威胁,甚至出现了突水事故。区内以直罗组地下水为充水水源的大水矿井连片分布,且与直罗组古河道砂体关系密切。为阐释神府南区直罗组古河道砂体分布区矿井涌水模式,在直罗组古河道砂体空间分布及其对地下水赋存控制作用研究的基础上,从研究区尺度、井田尺度和工作面尺度,分析了直罗组古河道砂体与矿井涌水的关系,提出了直罗组古河道砂体下矿井涌水模式。结果表明:神府南区直罗组古河道冲刷带沿红碱淖—尔林兔—锦界一线发育,冲刷带内延安组第5段几乎被冲刷剥蚀殆尽,在局部地区延安组第4段也遭受了冲刷。根据砂分散体系分析和隔水岩组发育特征,将冲刷带内充填沉积的古河道砂体分为3级。直罗组古河道砂体富水性的强弱主要受控于砂体规模、物性特征和风化作用,一级砂体(主河道)区域富水性强于二级砂体(分支河道)及三级砂体(三角洲间湾、分流间湾)区域,当砂体遭受风化后,其富水性将进一步增强。基于不同尺度下砂体分级、风化砂体厚度与矿井涌水关系的分析,提出了研究区东部现阶段古河道砂体下生产矿井的3种涌水模式。强涌水模式,主要位于一级砂体分布区,风化砂体厚度一般≥30 m。中等涌水模式,主要位于一级砂体的边缘或二级砂体区域,风化砂体厚度一般10~30 m。弱涌水模式,主要位于三级砂体区域,风化砂体厚度一般<10 m。

煤矿典型导含水体井下孔中电法三维正演模拟研究

煤矿开采深度逐步加大,隐伏导含水体成为水害的主要隐患。为了提高孔中电法探测精度,采用有限元法通过电位分析对典型导含水体模型进行全空间三维正演模拟,研究了三维正演理论中的电位计算式、边界问题、变分问题及网格剖分,建立了基础模型,分析了电位分布规律及其误差;针对隐伏正断层、垂直陷落柱、含水采空区典型模型的三维正演模拟结果,总结了各模型的电位等值线特征及变化规律。结果表明,低电阻率使电位等值线变得稀疏,高电阻率使电位等值线变得稠密,且畸变的范围与模型设定的规格相吻合。煤矿井下孔中电法可以有效探测导含水体,探测效率高,靠近靶点,三维正演模拟效果良好,为反演计算提高探测精度奠定了理论基础。

无滤水井条件下采场充填体赋水特性调查研究

某铜矿充填采场前期未进行有效滤水,含水充填体渗水对下中段采场生产形成安全威胁。为摸清各中段采场含水充填体的赋水特性,开展了探水孔调查及瞬变电磁探测,提出了不同赋水状态假设,并通过探水验证孔进行验证。针对赋水特性,制定探放水设计方案。结果发现,水主要存在于各中段采场充填体内最下部分段第1~3分层内,上下盘围岩内无水。在各回采联道向上施工放水孔,穿透隔离顶柱和上部中段首采分层假顶至采场充填体内部,疏干采场内赋水。该研究对于同类含水充填体采场赋水特性调查及安全开采具有借鉴意义。

煤矿含水体瞬变电磁探测技术研究进展

老窑采空区、顶底板含水层、陷落柱、溶洞、裂隙等潜在含水体,是煤矿开采中的主要致灾因素,严重影响矿山安全生产。随着煤炭开采规模和深度的逐渐加大,地质条件和观测环境日趋复杂,此环境下含水体探测成为保障煤矿安全生产过程中遇到的巨大难题,亟需创新电磁精细探测理论与技术。瞬变电磁法能够获得地下介质的电阻率分布,由于煤矿含水体与围岩具有明显的电阻率差异,该方法成为探测含水体的主要方法之一。首先总结了煤矿含水体的赋存特征及其电磁法探测的物理基础。然后,综述了近年国内瞬变电磁探测理论、方法和技术等方面研究新进展,及其在煤矿含水体探测中的应用和前景。理论方面,重点介绍了近年被引入瞬变电磁场数值模拟的时变点电荷载流微元近场理论和矿井瞬变电磁法的物理基础——地下全空间电磁理论,这2项理论都得益于数值模拟手段的发展,近年取得了较大的发展。在方法方面,对修正式中心回线装置、电性源瞬变电磁法、半航空瞬变电磁法和矿井瞬变电磁法等新型瞬变电磁法装置进行介绍。随着相关数据处理和反演技术的发展,这些新装置开始在煤矿含水体中得到应用,并展现出与传统方法截然不同的技术特点。最后,指出瞬变电磁多分辨探测方法技术、大数据技术、煤矿多层采空区精细探测技术和瞬变电磁高分辨数据采集装备研发是近年煤矿复杂含水体探测的研究方向。

兴隆庄煤矿3煤顶板岩层富水性分区

分析了矿井顶板水害及防治现状 ,以兴隆庄煤矿 4 31 8工作面为例 ,用信息拟合方法对顶板富水性进行分区 ,应用模糊评判预测方法进行了顶板水量预测计算 :涌水量等级为 3级 ,正常涌水量为 0 .5～ 1 .5m3/ min,最大涌水量为 2 .2 5m3/ min,与实际涌水量一致。

我国水资源保护规划中若干定量化问题的探讨

日趋严重的水资源匮乏和水环境污染已对我国社会、经济的可持续发展构成极大威胁。为此 ,必须制定科学、合理的水资源保护规划 ,以实现水资源的高效利用和有效保护。而“水资源保护规划既要定性 ,也要定量。”即 ,对水功能区范围、水功能区保护标准、污染排放区的大小、污染物的允许排放量等提出科学、合理的数据。目前由于缺乏系统的理论指导 ,尤其是对于湖泊、水库、感潮河网等特殊水域 ,在实际工作中科学、准确地定量还有不少困难 ,必须加大相关基础理论问题研究的力度。同时 。

工作面内隐伏含水体电法探测的实验研究

为探明工作面底板内隐伏含水体,研究利用一种新的直流电法——平行双极-偶极电阻率法——进行探测.采用物理模拟方法,实验模拟在大型水槽中进行,利用铁块模拟含水体,水模拟围岩.在资料处理解释方面,采用电阻率层析成像反演计算目标体的位置.实验表明,采用平行双极-偶极电阻率法探测工作面内隐伏的含水体是一种行之有效的方法,该方法也因其观测信号强、适应范围广的优点,具备广阔的应用前景.

海水淡化泵水润滑轴承试验测试与分析

为了研究不同转速下水润滑轴承动压润滑效果和系统稳定性,依据海水淡化泵的结构特点,设计了水润滑轴承试验台.基于试验对水润滑轴承周向压力分布及轴心轨迹进行监测分析,同时采用刚体求解方法对轴心涡动轨迹进行数值模拟计算,并将试验结果与数值模拟结果进行对比验证.结果表明:低转速时,楔形间隙内润滑介质水较少,水膜压力分布不连续且压力值较低,各监测点的压力曲线不稳定;随着转速的增大,润滑介质水增多,流体动压润滑效果增强,水膜承载效果增强,压力分布与压力曲线开始趋于稳定,表明整个轴承-转子系统开始趋于稳定;同时,随着转速的增大,液膜厚度增大,轴颈涡动振幅增大,涡动中心明显上移,试验实测结果与CFD模拟计算结果一致,验证了采用数值模拟来研究轴承-转子系统动力学特性有一定的借鉴和参考价值.

斜井二次涌水原因分析及注浆治理措施

山西潞安集团黑龙煤矿副斜井在经过迎头预注浆后,在预注浆段内掘进时再次发生涌水现象,导致井筒被淹。分析其主要原因为初次注浆形成的软粘土与浆液共同的裂隙充填体稳定性差。对于涌水裂隙采取分流泄压再堵水的总体治理方案,即变不可控涌水为可控水后再注浆处理。涌水点注浆堵水严格控制注浆压力,采用水泥-水玻璃双液浆。通过布设检查孔对注浆效果进行检查分析注浆质量较好,为类似有软粘土充填裂隙岩体的注浆治理提供借鉴。

山东平邑县德埠庄石膏矿区北矿段水文地质特征分析

德埠庄石膏矿区北矿段位于平邑凹陷的西部,通过研究区内地质孔简易水文地质编录、水文地质孔分层抽水试验,查明了矿床水文地质条件及石膏矿带含水特征,确定水文地质单元边界条件模型,采用"水文地质比拟法"预测矿床正常涌水量和最大涌水量,在此基础上划定矿床水文地质条件属于中等型。

山东省郗山稀土矿矿区西部水文地质条件分析

通过地球物理勘探、水文地质调查、钻孔和抽水试验,结合区域水文、气象和地质等资料,对矿区西部的水文地质条件有了初步认识。区内将含水岩层划分为松散岩类孔隙含水岩层和岩浆岩类裂隙含水岩层;选用"大井法"与"比拟法"相对比,以"大井法"为主对矿坑涌水量进行了预测;通过水质分析结果,认为自然条件下微山湖地表水体对矿坑充水无补给作用。

罐子沟煤矿河床区强含水层下安全采煤技术探讨

为了防止罐子沟河床区强含水层对矿井造成重大水害,罐子沟煤矿实施了大规模水文补勘工程,认识到罐子沟河床区6号煤顶板砂岩裂隙含水层的富水性不均匀,沿罐子沟划分了4个富水性分区,并且远离罐子沟,其具有富水性减弱的特点,制定了先易后难、分区治理开采的技术途径。采取了井上、下联合疏排水的方法,基本疏干了Ⅱ区砂岩含水层;根据井下探放水孔的探测结果,将工作面布置在无水区域等,实现了Ⅱ区6101和6102工作面的顺利开采。结果表明河床区强含水层分区疏干开采的方法是可行的,是我国河下采煤的新经验。

论突发地质事件与形成胶莱盆地金矿关系

中生代后期 ,太平洋板块的俯冲作用使胶南地体拉分 ,断陷形成胶莱盆地。这一突发地质事件在盆地底部地势低洼部位形成局限水体 ,接受周围古老地层风化剥蚀产物的沉积而形成富含有机质、富金的莱阳群一段含矿岩系。

含水破碎带及断层临近矿体安全采矿技术研究

针对有破碎带及断层赋存并临近地下铁矿山矿体的开采,如果破碎带及断层中含水,随着开采的进行及空区的加大,含水破碎带及断层会产生变形、失稳及断裂破坏,给采场带来严重的冒顶、塌方或突然涌水等严重的灾害事故,对含水破碎带及断层临近矿体的开采进行研究,通过稳定性分析及模拟计算,研究制定了保证安全的采矿技术方案。

沿空留巷巷旁充填体受力分析及研究

为分析研究沿空留巷巷旁高水充填留巷期间充填体承载性能及巷道围岩应力应变演化规律,以云驾岭矿12305工作面为研究对象,对留巷期间充填受力及巷道围岩应力进行FLAC3D数值模拟及现场观测。模拟及观测数据表明,充填体宽度为3 m时,留巷期间承载性能较高,与巷道围岩的协同性高,有利于改变覆岩的破坏状态和对地表变形的破坏;充填体承载受顶板运移影响较大,充填体下部承载普遍小于上部承载,约为上部承载的80%.

太行山北段岩溶裂隙水的富水性及其电性特征-以保定西部山区为例

为揭示太行山北段岩溶裂隙水富水性分布规律,采用电阻率、极化率、半衰时和偏离度分析不同含水层介质结构、不同含水岩组和不同地下水系统岩溶裂隙水与电性参数的关系,探讨研究区岩溶裂隙水富水性的影响因素及其电性响应特征。结果表明:含水层介质结构按照溶蚀孔洞型→断层型→褶皱型→岩体阻水型的排列顺序,半衰时值分布范围依次降低,而偏离度值分布范围依次升高;四种电性参数对奥陶系含水岩组、蓟县系含水岩组具有较强的分辨能力;极化率、半衰时和偏离度难以识别拒马河、界河-唐河以及瀑河-漕河三种岩溶裂隙地下水系统类型;奥陶系含水岩组的富水性优于蓟县系含水岩组;就含水层介质结构而言,溶蚀孔洞型富水性最佳,断层型和褶皱型次之,岩体阻水型富水性最差。

煤矿充水含水层Q—S曲线类型判别与对比

针对煤矿充水含水层抽水试验Q—S曲线类型判别方法、Q—S曲线类型与水文地质特征关联的规律性进行分析,以开滦林南仓矿和东欢坨矿典型充水含水层历史抽水试验数据为研究基础,对比分析了曲度法、作图法和Excel趋势线法3种常用判别方法在Q—S曲线类型判别中的适宜性,以及典型充水含水层中抽水试验Q—S曲线类型与10 m降深单位涌水量。研究结果表明:曲度法适宜性较差,作图法与Excel趋势线法适宜性较好,两者的判别结果具有高度的一致性。

传统瞬变电磁法的改进及其在隧道超前地质预报中的应用

为保证施工人员和设备的安全,在隧道开挖过程中需要掌握掌子面前方含水不良地质体的发育情况。较为常用的探测含水不良地质体的物探方法为传统瞬变电磁法。由于以往没有重视探测装置与地质体间的耦合关系,传统瞬变电磁法沿单一测线进行数据采集的方式只能从单一角度发射磁场从而获得单一角度的探测结果,因此一直存在预报不准、漏报等问题。为了克服上述问题,提高预报的准确性,文章对传统瞬变电磁法进行了改进。基于探测装置与地质体间的良-强耦合关系,提出了一种能从水平和竖直方向进行多角度探测的共轴偶极法,通过转动探测装置从多个角度发射磁场,使单一角度无法探测的地质体也能与磁场达到良-强耦合效果,从而降低预报不准、漏报的可能性。共轴偶极法具有多个角度的探测结果,多个结果相互印证,具有比传统方法更高的准确性。在九绵高速公路天池隧道里程为YK223+135—YK223+035段内进行传统方法和共轴偶极法预报,开挖验证表明共轴偶极法对含水节理裂隙和岩溶裂隙等含水不良地质体的预报准确性比传统方法高,可为类似隧道超前地质预报工作提供一定参考。

黄玉川煤矿地层含水性及渗透性的抽采试验研究

通过在黄玉川煤矿地面布置抽水孔进行抽水试验,测试不同孔位的涌水量、渗透系数及影响半径,掌握奥灰水地层的富水性及渗透性特征,避免井下采煤过程中的突水事故。结果表明:奥陶系灰岩地层发育导水断裂带及陷落柱等导水通道,含水层对9号煤层开采的影响比其他煤层严重;抽水结束后,含水层水流补给抽水钻孔,24 h内液面恢复至抽水之前的水位深度;地面钻孔抽水试验测试的涌水量在0.018~2.412 m^3/h之间,平均单位涌水量为0.036 L/(s·m),属于弱含水性的含水层;渗透系数在平均值为0.0024 m/d,属于弱透水性的含水层。

核电站余热排出泵轴承体的受热分析

余热排出泵是核电站中核岛安全停堆的重要保障,而轴承体又是余热排出泵的安全稳定运行的关键部件。应用传热学理论,分析了轴承体的受热状态,结果表明余热排出泵内高温流体的热量通过泵轴传递到轴承体,再加上轴承的高速旋转摩擦产生的热量,使轴承体的温度过高,影响轴承体的安全稳定运行,须采用循环水进行冷却。根据传热学和能量守恒原理,分析了循环冷却水量与出口水温的关系,为循环水量的确定提供了参考。