安徽淮南煤田“陷落柱”成因模式及其综合预测研究

针对矿山开采过程中所揭露的"陷落柱"突水致灾问题,以淮南煤田为对象,从沉积史、构造史、古岩溶形成条件以及地下水流作用等方面分析其形成与演化过程,探讨了在淮南煤田南部与中部水文地质单元中陷落柱的成因模式,并从地下水流动系统、古地貌与构造控水规律、综合地质勘探、地下水动态等方面进行综合预测,为矿山深部灰岩水害防治提供一定的指导。

淮南矿区煤炭资源安全高效开采保障技术研究

淮南矿区随着开采深度的增加以及智能化开采技术的应用,影响煤炭资源安全高效开采的因素逐渐增多。为此从地质构造及地质异常体、水文地质条件和瓦斯地质条件等方面分析了现阶段淮南矿区煤炭资源安全高效开采的影响因素,梳理了地球物理勘探、地质、钻探、防治水及瓦斯抽采等方面的新技术新方法,构建了煤炭安全高效开采保障技术体系。该体系以采区三维地震勘探为基础,采用高精度三维地震勘探及其他地球物理勘查技术、地面钻探技术,井下长钻孔定向钻探技术,结合底板灰岩区域探查超前治理、奥灰水试疏等技术进行矿井水害预防与治理;采用采动区煤层气地面钻井抽采及低渗透率煤层群煤层气地面压裂抽采、水与瓦斯同治等配套技术措施进行瓦斯综合治理与利用。

淮南矿区地下水水质评价及保护措施

在对淮南矿区地下水采样、实验分析以及数据处理的基础上,应用模糊评价方法和聚类分析方法对区内的地下水水质进行综合评价,结果表明:矿区地下水水质符合饮用水标准。对地下水资源开发利用过程中所引起的环境问题,提出了健全法制法规,科学管理,加强水源井管理等一系列切实可行的保护措施。

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。

基于GMS的隔水层水文地质结构可视化分析

以淮南市西部A组煤层底部谢一矿区太原组灰岩含、隔水层为研究对象,基于GMS水文地质结构可视化模型,利用矿区内153个钻孔资料,采用Kriging插值法,建立了水文地质结构模型。结果表明：谢一矿区太原组上部灰岩层是一个岩石地层单元,厚度为50~80 m,由海相的沙岩、泥岩、灰岩交替组成。其中：砂岩厚度较小,空间分布稳定;泥岩东南厚西北薄,层数东多西少;灰岩西北厚东南薄。

脆弱性指数法在1煤层底板岩溶突水评价中应用——以新集二矿为例

随着煤矿开采强度与深度不断增加,煤层底板灰岩岩溶突水问题日益严重,逐渐成为煤矿防治水工作的重点。以新集二矿1煤层底板岩溶水为研究对象,利用基于GIS的AHP型脆弱性指数法对煤层底板岩溶突水进行脆弱性分区评价,根据统计分析计算出的分级阀值将研究区分为脆弱区(Ⅰ区)、较脆弱区(Ⅱ区)、过渡区(Ⅲ区)、较安全区(Ⅳ区)和相对安全区(Ⅴ区)等五个区域。研究结果表明:研究区的1煤底板的C_3^(1～4)灰、C_3^(4～13)灰和奥陶系岩溶突水区域自西向东,由相对安全区逐渐向脆弱区过渡,奥陶系岩溶突水脆弱性比太原组增大,且断层区域多为突水脆弱区。

深埋单斜条件下碳酸岩含水层水文地质特征研究

新生界厚松散层覆盖下隐伏式华北型煤田,从基岩露头向深部开采过程中,煤层底部石炭系和奥陶系含水层富水性存在不同的赋存规律,其岩溶水害威胁安全生产。为此,以淮南顾北煤矿南一采区为例,采用井下放水试验、测试与分析计算方法,采用水量、水位、水质、水温等指标,分析了从露头至深部开采区的二叠系A组煤层下部单斜碳酸岩水文地质条件,结果发现:(1)该区充水水源依次为C3Ⅰ、C3Ⅱ组灰岩水,而与上覆新生界底部含水层不发生水力联系;(2)碳酸岩含水层富水性随深度增加由较强变化为较弱,但在断层控制点为较强;(3)由浅至深矿化度为2.1～2.8 g/L,水质类型由Cl·SO_4-(Na+K)型转变为Cl-(Na+K)型;(4)地下水温度与深度呈正相关,地温梯度为3.44℃/百米。上述研究为南一采区及类似条件华北型水害防治提供依据。