采空区裂隙岩体渗流特征及渗透性试验研究北大核心

为了探索采空区裂隙岩体内地下水的渗流特征,确定裂隙岩体的渗透系数值,为定量研究含水层受开采影响评价提供参考;采用相似材料模型试验与渗流试验方法,基于采空区的裂隙发育情况与分布特征,对裂隙岩体的渗流特征以及不同裂隙率采动岩体的渗透性能进行了研究。结果表明:采空区裂隙岩体内的地下水流呈非线性渗流特征,水流特征与渗透性能明显受岩体裂隙率影响;裂隙岩体的水平渗透系数与垂向渗透系数均与裂隙率呈正相关关系,渗透性能随裂隙率的增大分为缓增区与激增区2段;采空区裂隙岩体的垂向渗透系数介于0.067~0.649 cm/s之间,水平渗透系数介于0.744~6.847 cm/s之间,较煤层开采前扩大了2~4个数量级。     

李雅庄矿区地下水水化学及环境同位素特征研究

根据李雅庄煤矿水文地质勘查成果,对矿区主要含水层地下水水化学特征进行分析,并利用环境同位素方法进行水体来源研究。结果表明李雅庄矿区各含水层地下水水质存在一定差异;石炭系太原组岩溶裂隙水水质类型单一,与二叠系裂隙水相比,阴离子SO42-含量明显偏低,阳离子Na+含量则明显偏高;奥陶系峰峰组岩溶水水质相对复杂,并呈现出明显的水平分带性;奥陶系上马家沟组岩溶水与峰峰组岩溶水相比,水质类型及阴、阳离子含量均有明显差异。环境同位素研究结果表明,水样δD、δ18 O值偏离当地雨水线较远,说明太原组岩溶裂隙水及奥陶系岩溶水接受大气降水补给条件相对较差;水样氚浓度分析结果说明太原组岩溶裂隙水及奥陶系岩溶水未接受近年大气降水的补给,属于古水和新近入渗水以及二者混合水。     

超采区地下水位控制和考核指标确定方法

为了有效管控地下水超采区,从区域控制和漏斗区控制两个角度考虑,提出一种选取地下水控制井以及确定控制水位和考核水位指标的方法。对于整个超采区,采用泰森多边形法划定每口控制井的控制面积,将每口控制井的控制面积占区域面积的比例作为权重,计算出区域面积加权平均水位,进而根据与该平均水位的接近程度,选出一口区域水位控制井,并将其最近平水年年末的水位作为今后的控制和考核水位。但是,当评价年为枯水年时,需要在控制水位的基础上减去松弛量确定考核水位。对于地下水漏斗区,利用水位等值线图,判断漏斗分布情况,进而从漏斗中心附近选取一口控制井,同样也将其最近平水年年末的水位作为控制和考核水位。以河北省馆陶县为例,选取的区域和漏斗控制井分别为监测井W16和W17;当政府未制定水位恢复规划时,区域控制水位确定为17.13 m;当政府制定了水位恢复规划时,比如5 a内水位恢复0.5 m,那么区域控制水位需要在17.13 m的基础上每年增加0.1 m;丰水年、平水年考核水位等于控制水位,枯水年考核水位等于控制水位减去0.93 m(松弛量);漏斗区控制和考核水位均确定为12.19 m。     

厚黄土覆盖区煤炭开采对松散含水层影响的 相似模拟研究

为了研究厚黄土覆盖区地下煤层开采对上覆松散含水层的影响机制,以常村煤矿为地质背景,根据相似原理,采用不同采深、不同采高的物理相似模拟试验方法,对煤层采动后的覆岩裂隙发育及上覆松散含水层水位下降速率进行观测记录并对比分析。研究结果表明:地下煤层开采对上覆松散含水层中的地下水的影响存在不同的影响机制,使得含水层受影响的程度不同。煤层顶板导水断裂带是否沟通松散含水层并不是松散含水层破坏、地下水水位下降的唯一条件,松散含水层隔水底板的变形破坏是造成松散含水层破坏的另一关键因素。