不连沟井田岩溶水水化学特征及其演化规律研究

岩溶水害是准格尔煤田安全生产的重大隐患之一,在分析准格尔煤田东北部不连沟井田水文地质条件的基础上,运用水文地球化学和数理统计的方法,查明研究区水化学特征及演化规律,为矿井水害治理提供科学依据。研究结果表明:(1)研究区岩溶地下水p H值为7.5～8.35,呈弱碱—偏碱性,TDS小于1 000 mg/L,整体为淡水;岩溶水水化学类型包括HCO₃-Na·Ca·Mg型水、HCO₃·Cl-Na·Ca型水和Cl-Na型水;Na⁺、Ca²⁺、HCO₃^-、Cl^-、SO₄^2-为岩溶水的主要阴阳离子。(2)岩溶地下水水化学组分主要受水岩作用及阳离子交替吸附作用的影响;Na⁺、Cl^-主要来源为盐岩的溶解或阳离子交换作用,Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-主要来源为方解石、白云石的溶解,...     

华北型煤田奥陶系岩溶水水文地球化学特征及其对地热的指示意义

华北型煤田奥陶系岩溶水是集水、热于一体的绿色能源,明确受煤层开采影响其补给来源、热储赋存环境、径流与循环等形成演化特征对于地热资源的勘探与开发具有重要意义。在充分了解典型华北型煤田-淮北煤田地质、水文地质及地热地质条件的基础上,采集区内岩溶地热水样品进行水化学及同位素测试并收集相关成果进行数据补充,揭示了岩溶地热水水化学成分特征及水-岩作用类型,明确了地热水补给来源,评估了岩溶热储温度及地热水循环深度,提出了研究区地热水形成演化模式。结果表明：淮北煤田岩溶地热水主要来源于大气降水补给,北部闸河矿区以直接入渗补给为主,水化学表现为HCO₃-Ca型,水-岩作用以溶滤溶解为主,指示该区地热水更新速率较快、循环路径短;南部宿县和临涣矿区仅在部分区域接受大气降水蒸发入渗补给并与古地下水混合明显,水化学类型多样,包括SO₄-Ca、SO₄-Ca·Mg、HCO₃·SO₄-Ca·Mg、SO₄-Ca·Na、Cl·SO₄-Na、Cl-Na等,水-岩作用类型...     

桌子山煤田奥灰水水化学特征及成因分析

桌子山煤田奥陶系灰岩地下水是区域煤层开采的主要充水水源,同时也是乌海市重要的地下水水源,研究该区域水文地球化学特征及成因,对矿井水害防治及地下水资源开发利用均具有重要意义。以奥陶系灰岩水为研究对象,采集煤田奥陶系灰岩地下水样37组,综合利用piper三线图、Gibbs图及离子比例关系分析了奥陶系灰岩地下水化学特征及其形成作用。研究结果表明：桌子山煤田奥陶系灰水水化学组分的分布特征与地下水径流方向密切相关,Na⁺+K⁺、HCO₃^-、Cl^-和SO₄^2-的离子浓度及理化指标TDS、pH值由补给区向排泄区呈现增大的趋势,Ca²⁺和Mg²⁺浓度呈现减小的趋势,并且以上指标在煤田北部和南部地区变化较大;由桌子山补给区向甘德尔山再转南北向径流的水化学类型变化较为明显,主要为“水迟缓交替作用带”,经历正向离子交换作用,而由桌子山补给区向南径流的水化学类型始终为SO₄·Cl-Ca·Na型...     

近30年煤矿开采影响下峰峰矿区岩溶地下水水化学特征的演变

通过分析峰峰矿区煤矿开采前后的岩溶地下水水化学特征,煤矿开采造成岩溶水的水化学特征发生了较大程度的改变。相对煤矿开采前,目前的岩溶水具有较高的Na++K+、Mg2+、SO2-4和矿化度值;水化学类型,补给来源和水动力特征明显复杂化和多样化;水质明显恶化,人为污染突出;原有的水流系统遭到破坏,由复杂化的水流系统演变呈单一水流系统,强径流带已消失,中等径流带和弱径流带发育;水流速率明显变慢,水力梯度加大;矿物溶解能力增强,增加了更多白云岩矿物的溶解;重金属元素检出率和检出浓度也明显增多;岩溶水与各含水层间水力联系加大,开始接受煤系基岩水、孔隙水和河水的反向补给。     

基于GIS和相关性分析峰峰矿区岩溶水水化学特征

应用Arc-GIS、离子相关性及比例系数法方法对峰峰矿区的地下水水化学特征进行研究。结果表明,峰峰矿区奥灰岩溶水pH值为7.45～7.86,偏碱性。基于Arc-GIS中DTM方法对奥灰岩溶水地下水类型进行分区,主要为HCO_3·SO_4-Ca·Mg型水,部分为HCO_3·SO_4-Ca型水。Cl~-是随环境变化的敏感因子。地下水在流动过程中发生的水—岩作用以方解石和白云石的溶解作用为主;并伴有石膏、岩盐、硫酸盐的溶解反应以及阳离子置换作用。揭示了矿区奥灰岩溶含水层径流条件整体较好,局部地区径流条件有变化,为矿区煤炭开采水害防治和地下水资源的可持续利用提供依据。     

顾北煤矿煤系砂岩裂隙水水文地球化学特征及其成因分析

采用水化学测试、统计分析、水文地球化学分析等方法,对顾北煤矿4个主采煤层顶板的76组砂岩水样进行系统研究,查明了各煤层顶板水的水化学作用类型,并对其成因进行了详细分析。研究结果表明:在顾北煤矿煤层埋藏条件和水化学环境控制下,13-1煤层为Cl-Na型,以溶滤和阳离子交替吸附作用为主;11-2煤层为HCO3·Cl-Na型,以溶滤作用为主;6-2煤层为SO4·HCO3-Na型,以脱硫酸和阳离子交替吸附作用为主;1煤层为HCO3·Cl·SO4-Na型,以溶滤溶解作用为主。研究成果可为查清含水层富水性和地下水径流特征提供指导,进而为制订矿山防治水决策提供重要依据。     

《桌子山煤田矿井奥灰水综合防治技术研究》项目通过专家验收

正本刊讯近日,《桌子山煤田矿井奥灰水综合防治技术研究》项目通过专家验收。项目根据桌子山煤田水文地质补勘取得的主要成果,结合野外水文地质调查资料,从奥陶系灰岩岩性及岩溶裂隙发育、奥灰水水化学、构造控水等方面,对桌子山煤田奥灰系灰岩水文地质特征进行了综合研究。以骆驼山煤矿发现的西北地区第一例突水陷落柱为例,详细分析了西北地区岩溶陷落柱形态特征、岩溶陷落柱与构造控制关系及发育分布规律等;模拟分析了煤层顶板覆岩破坏规律和煤层底板采动破坏规律及流固耦合关系。针对桌子山煤田9#煤、16#煤的主要水害类型,评价了桌子山煤田煤层带压开采可行性,提出了矿井防治水总体方案,制定了适合桌子山煤     

保德煤矿奥陶纪灰岩水H2S形成机理及防治技术

基于保德煤矿不同时期奥陶纪灰岩水水化学资料,采用离子组合比例分析、水文地球化学模拟等方法,通过PHREEQC软件计算饱和指数来分析奥灰水水化学成分沿流程的变化规律,定性分析奥陶纪灰岩水硫化氢气体形成机理及水岩相互作用对硫化氢气体形成的影响,并对硫化氢气体防控关键技术进行研究。结果表明:从径流区到滞流区,水化学类型由HCO_3-Na(Na·Ca)→HCO_3·Cl-Na·Ca(Ca·Mg)→Cl-Na(Na·Ca),SO_4~(2-)离子含量呈总体增加趋势,最终由BSR作用形成H_2S气体。CH_4和C将硫酸盐矿物还原生成H_2S同时生成CO_2、HCO_3~-。根据现场实际情况设计防喷装置和孔口负压抽放装置。     

五龙煤业15号煤层奥灰水带压开采技术研究

文章以五龙煤业15号煤层奥灰水带压开采为背景,通过对15号煤底板隔水层、突水条件进行分析,得出15号煤层具备较好的带压开采条件,导水通道是否畅通是受水害威胁与否的决定性因素。根据地质资料计算得出15号煤层最大突水系数为0.066 MPa/m,局部存在突水的可能性,并根据带压开采危险程度对15号煤层划分了3个区域,制定了相应的防治水措施。研究结果为矿井15号煤层安全回采奠定了基础。     

矿井边界断层水文地质特征及水害防治对策

对于两侧均为受岩溶水威胁的大水矿井,边界断层的水文地质特征对其两侧煤层开采、水害防治及水资源保护均有重要的影响。采用水文地质钻探、抽水试验及水化学分析等方法,获得断层两盘地层岩性、富水性、水化学及流场等数据,对下团柏边界断层的水文地质特征进行了深入分析。该断层延伸长,落差大,上下盘不同时代地层对接,上盘奥灰岩富水性、导水性均比下盘要弱;垂向上,导水性浅部差、深部好,呈"上阻水下导水"的水文地质特征,北面岩溶水可能通过深部岩溶导水通道穿越边界断层发生水力联系。根据上述特征,分析对比了南北两侧矿井面临的水害形势,提出了针对性的水害防治对策。     

新汶煤田奥灰岩溶横向发育特征及径流网络预测北大核心

奥灰岩溶水害是制约华北型煤田深部开采的关键因素,复杂的岩溶水网络是灾害频发的主因。运用钻探、地球物理探测、岩心X-衍射及水文地质试验等技术手段,对新汶煤田(东区)奥灰岩溶裂隙横向发育规律进行综合研究,查明岩溶裂隙横向分布主要受构造破坏作用形成的各种断裂构造和奥灰埋深的控制;选取断裂构造裂隙发育指数、奥灰水温异常值和钻孔涌水量3个指标作为岩溶裂隙发育程度、岩溶通道和奥灰富水程度的有效指标,建立了基于遗传算法优化支持向量机的奥灰径流网络预测模型,预测了奥灰径流网络在横向上的分布;通过水位分析,确定了奥灰径流网络的渗流场方向。结果表明:在煤田中深部,主径流带与主构造NW向F_(10)断裂带的展布方向大致平行,深部强径流带主要受主干断裂带的控制;而浅部存在3个平行于NE向断裂带发育的径流区域,主要是断层裂隙空间受浅部交替强烈的地下水改造形成。     

沟底煤矿充水条件分析及防治水对策

针对沁水煤田沟底煤矿开采的3号煤层受顶板砂岩裂隙水、底板灰岩岩溶裂隙承压水威胁的实际情况,运用地质学、水文地质学理论方法,对矿井充水条件进行了系统分析,对井田带压区域进行了分区,对主要水害提出了相应的防治水技术措施.     

回坡底煤矿奥陶系灰岩含水层水文地质条件评价

为了研究回坡底煤矿奥陶系灰岩含水层的水文地质特征,采用地下水化学动力学和水文地球化学基本理论,对奥陶系灰岩含水层的水文地质、水动力学和水化学特征进行定性分析和定量评价,为回坡底煤矿制定科学合理的防治水措施提供依据。研究表明,坡底煤矿奥陶系灰岩含水层由南向北水质类型变化依次为SO₄·HCO₃-Ca·Mg→HCO₃·SO₄-Na·Ca→HCO₃-Ca·Mg→SO₄·Cl-Ca·Mg;研究区南部及东部含水层埋藏较浅,透水性较强,地下水径流较快,岩溶较发育;中部波浪状条带范围内岩溶比较发育,形成一中等的地下水径流带;北部及西北部含水层埋藏较深,透水性较弱,地下水径流缓慢,岩溶不发育。     

肥矿集团科技创新成果颇丰

<正>矿井防治水方面,开展肥城煤田奥灰岩溶形成演化机理及防治水技术研究,获得肥城煤田第三系、第四系和现代地下水径流场分布图、古岩溶和现代岩溶分布图,提出注浆改造奥灰顶部的深部煤层安全开采的防治水技术路线。实施高承压水体上煤层似膏体充填开采,完成衰老矿井边界隔离煤柱帷幕截流技术、极复杂条件煤层底板含水层富水性探测技术、矿井水文自动监测系统应用研究等,避免了较大突水事故。2010年以来肥城矿区安全开     

用水化学分析法判别井下突水水源

地下水的水化学特征可以反映地下水所处的水文地质环境, 分析、研究地下水的水化学特征有助于分析地下水的补给、径流、排泄条件, 对查明井下突水水源和水害防治有明确的指导意义。岱庄煤矿利用水化学分析法判别井下突水水源获得成功, 为成功封堵井下涌水奠定了基础。     

梵王寺煤矿开采9号煤对神头泉域奥灰岩溶水影响评价

梵王寺煤矿位于神头泉域西南部深部埋藏径流区,下部主采9号煤层均带压开采,且突水危险性较大,开采后一旦底板突水,会影响神头泉域奥灰岩溶水环境,且会造成重大淹矿事故。本文在分析梵王寺煤矿开采9号煤层底板隔水层特征、底板奥灰水水文地质特征的基础上,通过突水系数法及五图双系数法进行综合评价,从补给、径流、排泄三个方面进行分析,最后提出相应的防治水措施,为保护神头泉奥灰水环境及煤矿安全开采提供了科学依据。     

峰峰矿区深部矿井水文地质特征及水害防治技术

峰峰矿区煤田深部地质构造复杂且发育隐伏微型陷落柱、裂隙等导水构造,奥灰岩溶含水层埋深近千米仍发育强富水径流带,开采煤层底板承受奥灰岩溶水水压高达10.8～11.2MPa,发生多起灾害性水害事故。针对这些问题,研究新的水害治理理念,创新水害治理思路,在剖析峰峰矿区深部奥灰岩溶水害特点和发生灾害性水害原因的基础上,提出了以矿井保障系统为基础,以多水平分支孔为核心的地面超前区域治理技术,通过大量工程实践,基本控制和消除了奥灰岩溶水害威胁,保证了生产安全。     

岩溶水影响下工作面开采突水危险性评价

岩溶水突水发生过程表现为非线性动态特征,且受到多控制因素影响。为了明确大饭铺煤矿61114工作面开采受底板岩溶水的影响程度,基于区域水文地质特征的研究,以岩溶含水层富水性、底板岩层完整性、隔水层厚度、阻水性能、底板采动破坏深度、安全水头、突水系数等多个指标,结合物探综合探测成果,对工作面突水危险性进行评价。综合评价结果显示:矿区虽位于准格尔岩溶水径流区内,工作面带压开采危险性较低,但工作面内部小构造较为发育,物探探测工作面内部存在4处可疑岩溶富水区或导水通道,在回采过程中需提前打钻验证异常区,密切关注隐伏贯穿性导水构造。     

刘店矿太原组1-4灰岩含水层径流强弱模糊综合评判

淮北刘店矿主采煤层10煤层位于太原组灰岩含水层上,岩溶径流强弱的研究对煤矿安全开采而言具有重大意义。文章在分析地下水中常规离子(Ca2+,Mg2+,SO42-,HCO31-等)、岩溶发育情况及单井涌水量(q)和岩溶径流的强弱相互联系的基础上,采用模糊综合评判[1]对井田岩溶径流带的强弱进行分区综合评判,为矿区开采规划提供决策依据。     

华北煤田底板矿井水分布及突水机理浅析

华北型煤田因受底板灰岩岩溶水的威胁,在矿井向深部延拓中矿井水害日趋严重.总结了华北型煤田区域矿井水分布特征,结合影响突水的各关键因素讨论了下组煤底板灰岩突水的成灾机理.