呼吉尔特矿区石拉乌素煤矿矿井涌水水源判别及定量分析

针对石拉乌素煤矿主要充水含水层以及井下涌水中各含水层充水的贡献度不清等问题,采用水质全分析、同位素及有机物检测,查明了顶板巨厚复合含水层地下水以及井下涌水中主要离子、矿化度、氢氧同位素、有机物含量特征。研究结果表明:志丹群含水层地下水矿化度平均为237.05mg/L,水化学类型为HCO_(3)-Ca·Na型;直罗组含水层地下水矿化度平均为1371.09mg/L,水化学类型为SO_(4)-Na及SO_(4)·HCO_(3)-Na型;矿井水矿化度平均为1507.08mg/L,水化学类型为SO_(4)·HCO_(3)-Na型;志丹群含水层地下水、直罗组含水层地下水δD与δ^(18)O基本落在当地大气降水线上或其附近,矿井水δD与δ^(18)O基本落在志丹群含水层水和直罗组含水层水之间;白垩系志丹群含水层地下水、直罗组含水层地下水与矿井水的三维荧光光谱相似;同位素分析结果显示井田南翼矿井涌水中志丹群含水层水占31.18%,直罗组含水层水占68.82%,井田北翼矿井水中志丹群含水层水占10%,直罗组含水层水占90%;受体模型计算结果显示井田北翼矿井水中>75%的水来自于直罗组含水层,井田南翼矿井水中直罗组含水层地下水占比在50%-75%;综合分析认为,石拉乌素煤矿井下涌水受白垩系志丹群和侏罗系直罗组含水层共同补给,其中侏罗系直罗组含水层水是矿井涌水的最主要补给来源。

岩溶裂隙发育地层帷幕注浆材料性能及适用性研究

针对某矿区岩溶裂隙发育地层突水灾害帷幕注浆治理工程,开展适用于岩溶裂隙发育地层帷幕注浆材料的性能及适用性研究。通过室内试验对硅酸盐水泥单液浆、水泥-粉煤灰浆液、水泥-粉煤灰-黏土浆液基本性能以及最佳配比进行研究,并根据该矿区地层性质及帷幕注浆扩散方式要求,从材料性能、技术可行性、注浆过程控制、治理效果及经济环保性等方面系统研究了注浆材料适用性,对注浆实际工程材料选择提供参考及指导。研究结果表明:浆液水固比是影响浆液结石体强度、黏度、结石率、凝结时间等基本性能指标的主控因素,粉煤灰及黏土掺量配比也会影响复合材料基本性能参数。根据提出的注浆材料适用性评价方法以及不同配比不同类型材料性能参数,确定了不同区段注浆材料及配比等注浆参数,对该矿区突涌水进行了有效封堵。

采煤影响下天山北麓潜水资源流失特征

天山博格达峰北麓山前丘陵区潜水资源为当地工农业以及居民生活用水的重要水源,针对该区日益严重的潜水资源流失问题,以铁厂沟河流域潜水含水层为研究对象,采用水文地质测绘、地面高密度直流电法勘探、水文地质钻探以及数值模拟等手段,对沿铁厂沟河流域潜水含水层空间展布与富水性特征、潜水资源的流失途径及流失量进行了研究与分析。结果表明:铁厂沟河与八道湾向斜北翼煤系地层交汇区第四系冲洪积层呈南(上游)厚北(下游)薄的特征,松散层底界标高沿河流方向呈逐渐降低趋势,与山前沟流冲洪积厚度及空间形态特征基本一致;通过抽水试验获得该区潜水含水层单位涌水量q为0.146 L/(s·m),渗透系数K为0.233 m/d,含水层富水性中等;潜水流场以地表塌陷坑为中心呈现出典型的降落漏斗形态,结合塌陷坑内存在流水声现象,分析该塌陷坑区域存在沟通潜水含水层与井下采空区的集中通道;采用FEFLOW数值模拟计算塌陷坑处的潜水漏失量86 m3/h,与井下涌水量实测值基本吻合,进一步验证了第四系潜水通过塌陷坑区集中通道补给井下采空区,使得井下采空区涌水维持稳定;煤矿开采是引发铁厂沟河中下游流域潜水资源流失的主要原因,采动后形成的塌陷裂缝是潜水流失的主要通道,针对塌陷裂缝的工程治理是保护潜水资源的主要途径。