水文地质勘探孔分层抽水施工实践

为准确测得不同含水层的地下水位埋深、涌水量,新疆东疆煤炭基地地下水勘查项目在一个水文地质勘探孔内使用管内止封器进行管内止水,通过分层抽水试验,获取了不同含水层的水文地质参数。在一个水文地质勘探孔分别做不同含水层3个落程的抽水试验,解决了需通过实施2个勘探孔才能获取不同含水层水文地质参数的问题,节省了井管、砾料等材料的费用,缩短下管、填砾时间,加快了施工进度。     

高精度水文地质勘查技术研究获进展

<正>不久前,中国地调局水环中心在承担的黑河流域重点地区水文地质调查项目中首次大范围应用Packer封隔分层及地下水实时显示监测装置等新技术,开展了大厚度含水层的分层抽水试验,极大地提高了水文地质勘查精度。针对传统洗井方法难以实现对大厚度含水层彻底洗井的问题,水环地调中心首次实施了分段封隔、振荡洗井技术。位于张掖市甘州区平原堡的勘探     

高精度水文地质勘查技术研究获进展

<正>不久前,中国地调局水环中心在承担的黑河流域重点地区水文地质调查项目中首次大范围应用Packer封隔分层及地下水实时显示监测装置等新技术,开展了大厚度含水层的分层抽水试验,极大地提高了水文地质勘查精度。针对传统洗井方法难以实现对大厚度含水层彻底洗井的问题,水环地调中心首次实施了分段封隔、振荡洗井技术。位于张掖市甘州区平原堡的勘探     

基于煤层顶板抽水试验的含水层水力联系研究

为给曹家滩井田2~(-2)煤层先期开采地段提供技术保障,在分析矿井各含(隔)水层水文地质特征的基础上,结合地面抽水试验结果,对2~(-2)煤层上覆含水层的水力联系进行综合评价。研究结果表明:矿井主要充水含水层为直罗组、延安组和风化基岩含水层,其中风化基岩段存在一定厚度的强富水层;萨拉乌苏组与风化基岩含水层不存在水力联系,证实了保德组红土在井田内有良好的隔水效果,直罗组与风化基岩含水层具有一定的水力联系,延安组与直罗组含水层一般不存在水力联系或相互补给有限。     

新型分层抽水管内止水装置的研制

为满足分层抽水试验止水及观测要求,设计加工制做了一种新型管内分层抽水止水装置。此新型止水装置结构简单,方便现场取材及加工制作,且止水效果可靠,克服了以往止水方法存在的缺陷,能有效地隔离上下含水层,防止上下含水层串通,从而能够在同一井孔内实现快速地管内分层止水,保证了分层抽水试验工作的实施。     

多工艺联合洗井和抽水试验在CGSD-01井中的应用

天津东丽湖CGSD-01井为地热勘探井,设计井深4000 m,完钻井深4051.68 m。为最大程度清理钻井过程中对含水层的堵塞,本井采用了焦磷酸钠洗井、压缩空气洗井和酸化洗井3种工艺方法联合洗井,并先后进行2次抽水试验。联合抽水试验表明多工艺联合洗井效果理想。本文主要阐述了CGSD-01井洗井及抽水试验实施工艺,以期为今后同类研究及施工提供有益的借鉴。     

混合抽水与分段抽水对矿坑涌水量评价的影响

在水文地质条件简单、无断裂褶曲发育、极弱含水层地区,对混合抽水试验与单层抽水试验进行了比较,两者评价矿坑涌水量结果基本一致,对此,提出在极弱含水层地区开展煤田水文地质勘探时,可采用混合抽水试验的方法,即可节约大量的勘探费用,又能够达到准确评价矿井涌水量的目的。     

洗井技术原理研究及其在超深水文孔中的联合应用

焦作马厂煤详查区水文钻孔抽水层位深度1 060~1 290 m,单一洗井方法不能满足超深水文钻孔充分可靠的洗井要求。深入了解每种洗井方法的特性,组合利用才能达到较好的洗井效果。针对不同含水层采用不同的洗井方法组合:砂岩裂隙含水层采用焦磷酸钠浸泡+高压射流+抽水洗井+CO₂洗井;灰岩岩溶裂隙含水层采用焦磷酸钠浸泡+高压射流+抽水洗井+盐酸+CO₂洗井,并严格按照联合洗井试验顺序。经联合洗井后,钻孔涌水量增加20%~200%,收到良好的洗井效果。     

河北平原第四系含水层分层止水试验技术探讨

在冲积平原第四系水文地质勘查工作中,对勘探深度内不同层位含水层段水质进行分析研究,则需根据综合水文地质孔含水层的垂向分布地质特征,逐一对各目的含水层段进行分层止水试验,采取各含水段水样进行水质化验分析。在松散第四系地层裸孔内逐层进行分层止水试验,易出现坍塌埋钻事故,止水效果和取水样质量直接影响分层止水试验效果和水文地质研究成果。以沧州市地面沉降重点区2眼水文工程地质综合试验孔分层止水试验实例为背景,探讨在河北平原第四系含水层中采用止水器进行分层止水试验,技术可靠、止水效果良好。     

宁夏某矿4~#煤层充水因素分析

依据大量勘探资料分析某矿井的充水因素,研究得出4~#煤层的直接充水水源是山西组裂隙含水层与二叠系孙家沟组、石盒子组裂隙含水层,古近系及基岩风化带孔隙裂隙含水层为间接充水水源,矿井主要充水通道为断层和煤层开采形成的导水裂隙带。     

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。     

瞬变电磁法在断层富水性探测中的应用

东欢坨矿区F5断层的富导水性对于采区的布置具有重要影响。通过抽水试验和井下瞬变电磁探测,从断层、含水层与主采层之间的水力联系角度,探讨工作面顶板含水层及F5断层的富导水性特征。建议采用疏水降压的方式,将回采工作面尽量靠近F5断层中部,并预留55m左右的防水柱,为采区布置和矿井水防治提供建议和方法。     

煤矿抽水试验及疏水设计参数的合理确定

 疏干降压是煤矿防治水的重要手段之一,如何合理选择疏降水方案的设计参数关系到整个工程的成败。本文结合某矿区内的单孔、群孔及干扰孔抽水试验,以含水层导水系数和井间距两个参数为例,探讨煤矿疏降水工程设计中参数的确定问题,并根据实际疏降水效果进行验证,结果表明采用干扰孔抽水试验所获得的水文地质参数较合理。另外,在疏降水工程设计时,选取合理的井间距是关键。     

华北型煤田中奥陶统碳酸盐岩古风化壳天然隔水性能评价方法与应用

随着开采深度逐渐加大和下组煤逐步回采,华北型煤田的中奥陶统碳酸盐岩(局部寒武系)底板突水问题和浅部上组煤大批关闭煤矿老空水对下伏岩溶水的越流(串层)污染问题日趋严重。通过对山东兖州煤田中部矿区大量地质勘探资料的系统整理、统计与分析,从中奥陶统灰岩顶部古风化壳厚度、岩性特征、钻孔岩芯采取率、冲洗液消耗量、裂隙发育情况和充填压实程度、构造发育等多方面开展了其隔水性能的综合研究,建立了刻画其隔水性能的指标体系,运用GIS强大的数据管理与空间分析功能和信息融合技术,创建了面向GIS的信息融合型隔水性能评价方法——隔水性指数法,提出了古风化壳隔水性能评价的技术路线和具体工作程序,并进行了示范工程的实际应用。     

中奥陶统顶部地层富水性规律研究

矿井11号煤层最低开采标高+230 m,井田中奥陶统灰岩含水层水位标高+360 m,煤层开采存在奥灰水带压开采问题,而11号煤层底板至中奥陶统顶面隔水层平均厚度20 m,因而中奥陶统顶部峰峰组一段和上马家沟组三段地层的富水性,以及是否可以作为相对隔层利用,对煤层承压开采至关重要。通过水文钻探、放水试验和压水试验,分析了中奥陶统顶部地层的岩性特征、富水性特征、渗透性特征。综合试验结果表明,中奥陶统顶部地层主要以泥质白云岩、泥质灰岩为主,顶部18 m地层隔水性能良好,揭露大部层段属弱富水性含水层,透水率小于10 Lu,属极微透水至弱透水,为煤层承水压开采奠定有利的地质条件。     

煤层底板薄层高压灰岩水害超前区域治理技术研究

针对煤层底板薄层高压灰岩水害问题,以桃园煤矿Ⅱ4采区10煤底板三灰含水层治理加固为例,通过施工地面定向钻孔组,进入未采区底板三灰后顺层钻进,揭露灰岩裂隙,并进行高压注浆治理,通过分段“探注结合”施工,有效封堵三灰溶隙、裂隙,最终将三灰含水层改造为隔水层,阻隔三灰及三灰下含水层水。结果表明,煤层底板薄层高压灰岩水害超前区域注浆封堵技术是安全和可行的,为其他矿区薄层灰岩水上带压开采提供了依据。     

新集二矿1煤220106工作面底板灰岩地面超前区域探查治理及效果评价

淮南煤田是典型的华北型煤田,中煤新集能源股份有限公司新集二矿位于淮南煤田的南部,该矿区山西组1煤层处于“高水压薄阻水层”环境,开采过程遭受下伏高压灰岩岩溶承压水的威胁,加之本矿区独特的地理构造位置,形成了叠加大规模逆冲断层的多种垂向隐伏构造格局,因受煤系地层上覆巨厚推覆体片麻岩和寒武系高屏蔽及地表水体的影响,地面三维地震勘探效果不佳,难以查明1煤组至底板灰岩强含水层的垂向导(含)水通道,因此上述因素的叠加加剧了煤炭资源安全开采的水害威胁,提升了采煤事故发生概率。矿方结合采掘规划,严格按照相关要求,对受高压奥灰水威胁的1煤220106工作面开展了地面超前区域探查治理工程,以期采用多分支水平定向井工艺,在工作面内区域探查隐伏导水构造,并通过高压水泥注浆的方式进行封堵,达到工作面安全掘进与回采的目的。本文重点对新集二矿1煤220106工作面底板灰岩地面超前区域探查治理工程及其效果进行评价,可为该工作面的掘进与回采提供依据,为本区类似工程的开展提供参照。     

煤层底板突水危险性综合评价

基于煤层底板突水预测的复杂性,提出了基于GIS与熵权耦技术的煤层底板突水危险性的综合评价方法,在分析山东某矿区的水文地质、工程地质,开采及勘探等资料的基础上,根据研究区断层构造,覆岩厚度,关键含水层富水性,开采厚度等影响水资源保护性开采的主要因素,以地理信息系统(GIS)的多因素空间分析功能为操作平台,并结合熵权法模型确定各个影响因素的权重,通过GIS与熵权耦合建立了煤层底板突水危险性分区评价模型,结果表明煤层底板突水危险性指数法比传统的突水系数法有明显优势。     

偃龙矿区奥陶系强岩溶含水层底板注浆改造技术

偃龙矿区地处豫西地区,矿井深部开采二1煤层受奥陶系强含水层岩溶裂隙水威胁,奥灰水压不断增高,煤层底板构造发育、隔水层不稳定等突水因素影响了安全回采。通过水文地质资料分析与瞬变电磁技术进行底板富水性探测,建立了底板注浆改造深度精确计算模型,提出了偃龙矿区二1煤层底板注浆改造水害防治技术,并进行了工业性试验。结果表明:12061工作面底板分布有3种类型富水异常区,富水异常区域岩层节理、裂隙较为发育,异常区覆盖工作面底板大部,工作面底板存在突水危险性;菱形钻孔布置有利于减小孔间距,最终确定底板注浆改造深度为65 m、注浆压力为9 MPa与注浆扩散半径为25 m,对太原组下段及奥陶系灰岩含水层注浆变含水层为相对隔水层,切断了底板奥陶系灰岩含水层与二1煤层的水力联系;底板注浆封堵后,检验孔水量不大于10 m3/h,钻孔孔壁光滑,原5个富水异常区消失,注浆改造效果显著。     

巴拉素井田煤层富水机理与注浆堵水技术

陕北侏罗纪煤田榆横矿区(北区)是我国重要的煤炭生产基地,区内大型矿井分布较多,煤层埋藏相对较深,在采掘过程中发现有富水煤层问题。为研究区内煤层富水机理及采掘过程中的水害问题,以巴拉素煤矿2号富水煤层注浆堵水治理工程为例,通过对水文地质条件和地下含水层之间水力联系情况分析,查明了区内各含水层水文地质特征及类型,确定了2号煤层水为立井井筒过煤层段的主要充水水源,并提出了富水煤层注浆治理保障新技术。通过抽水试验、水化学测试,发现区内地下水含水层主要为第四系松散层潜水含水层、白垩系下统洛河组孔隙-裂隙含水层、侏罗系中统直罗组碎屑岩类裂隙含水层、2号煤顶板延安组碎屑岩类裂隙含水层、2号煤层含水层等。第四系松散潜水含水层和白垩系洛河组孔隙裂隙含水层之间水力联系密切,其他含水层之间均未发现水力联系。根据现场实际及多次实践,确定以"引流注浆、帷幕封堵"为总体思路,运用"井下打钻,地面拌浆,管道输送,高压灌注"的方法,完成2号煤层富水区段的封堵。研究及实践结果表明:通过多种材料结合、钻探注浆等组合工艺实施后,在副立井井筒马头门煤层揭露区段及待掘巷道周围形成了有效的止水帷幕,将掘进巷道与富水煤层隔开,最大程度地减小井筒涌水量,超出预期目标完成注浆堵水任务,副立井井筒总涌水量由最初的150 m~3/h(最高200 m~3/h)衰减至竣工时的11 m~3/h,注浆堵水率约为93%,实现了对富水煤层大量出水有效封堵的目的。