基于水力学与水化学耦合的矿井涌(突)水水源识别方法研究

解决当前水源识别仅考虑矿井水化学特性及水位观测等少量因素,缺乏矿井突水力学支撑相关问题,以林西煤矿1021中回采工作面为例,提出了一种基于水力学与水化学耦合的矿井涌(突)水水源识别方法。该方法首先根据封闭不良钻孔、断层、老空区、底板等矿井突水力学模型,求解涌(突)水点不同水源或通道突水的临界防隔水煤岩柱厚度Lv|其次对比Lv和实际隔水煤岩柱厚度Le之间定量关系,判定不同水源突水的先验概率|然后以先验概率为纽带,利用贝叶斯判别分析,建立基于水力学与水化学耦合的矿井突水水源识别模型|最后利用该模型对1021中回采工作面涌水点水源进行验证识别。研究结果表明：由于第Ⅲ含水层、第Ⅳ含水层水化学特征相似,建立单一的水化学识别模型,会将涌(突)水点水源误判为第Ⅲ含水层水。而基于水力学与水化学耦合的水源识别模型可精确识别出该涌(突)水点水源属于第Ⅳ含水层水,判识结果与工程实际情况一致,有效提高了矿井涌(突)水水源识别精度。     

Analysis on Water Inrush risk induced by Fully Mechanized Caving on Superhigh Seam in Complex Geological Condition

老虎台矿开采煤层最大厚度130 m,采区大型断裂带14条,开采历史80余年,水文地质条件复杂.应用Midas - GTS有限元分析软件及实际工程资料分析了老虎台矿开采的突水危险性,详细分析了突水水源及突水通道.突水水源包括第四纪冲积层含水层、地表水、移动盆地中积水、断层水及老采区水;突水通道主要是受开采影响形成的导水裂隙带及活化的断层.通过分析得出现今73003#及73004#开采工作面突水危险性很高,须采取必要措施方可继续开采.     

基于同位素方法的矿井突水水源定量分析研究

在分析山西龙泉煤矿水文地质特征及工作面突水特征的的基础上,研究了矿区各类水体的水化学及环境同位素特征,确定了01工作面突水水源为太灰、奥灰混合水,利用同位素方法定量计算了太灰水占工作面突水来源的46%,而奥灰水占54%。研究结果表明：应用同位素方法能定量、准确判断出矿井突水的主要来源,可为制订有效的防治水措施提供科学依据。     

平煤十三矿水文地质条件及突水机理分析

结合地下水水化学特征,对矿井的各含水层之间的水力联系及矿井的补给、径流、排泄等水文地质条件进行分析,同时深入研究了矿井的突水水源、突水通道及突水机理,指出矿井主要由二1煤底板石炭系薄层灰岩水通过构造裂隙和采动裂隙向矿井内充水,可为矿井的安全经济开采提供科学依据。     

同位素技术在判别矿井突水水源中的应用

应用同位素技术可以获得常规方法所不能取得的关键数据,为分析矿区地下水补给来源、各含水层之间的联系、地下水年龄及地下水混合比例等方面起了重要作用。研究结果表明:应用此项技术能准确、快速地确定矿区地下水的同位素特征,并判断出矿井突水的主要来源,可为制订有效的防治水措施提供科学依据。     

模糊概率法在识别矿井突水水源中的应用

鹤壁矿区主要充水层地下水水化学特征存在明显的差异,基于突水后水质分析资料,采用模糊概率法和特征指标法对矿井突水水源进行识别,识别正确率达到91．7％。这一方法为矿井突水后及时确定突水来源开辟了新的途径。     

北辛窑矿南翼大巷突水机理及防治措施

以宁武煤田北辛窑矿南翼大巷底板突水为研究对象,通过分析矿区地质、水文地质特征,对比突水前后区内奥灰水文观测孔水位变化,结合突水点水化学分析,研究了该矿突水水源及突水机理。结果表明:2次突水的动态过程相似,最大涌水量和稳定涌水量具有可比性,突水时间与奥灰水文观测孔水位陡降时间吻合,突水点水样特征与本区奥灰水特征基本一致,确定突水水源为奥灰水。F8断层切割奥灰含水层形成突水通道,加之巷道掘进扰动破坏了相对隔水层的稳定性,奥灰承压水克服构造裂隙阻力,引发突水;采用定向钻孔注浆堵水技术,对2个突水点进行封堵,并注浆加固了巷道底板,确保了南翼大巷安全掘进。     

复杂地质条件下特厚煤层综放开采突水危险性分析

老虎台矿开采煤层最大厚度130 m,采区大型断裂带14条,开采历史80余年,水文地质条件复杂。应用Midas-GTS有限元分析软件及实际工程资料分析了老虎台矿开采的突水危险性,详细分析了突水水源及突水通道。突水水源包括第四纪冲积层含水层、地表水、移动盆地中积水、断层水及老采区水;突水通道主要是受开采影响形成的导水裂隙带及活化的断层。通过分析得出现今73003^#及73004^#开采工作面突水危险性很高,须采取必要措施方可继续开采。     

福建马坑铁矿主要含水层水化学特征与突水水源的识别

本文对马坑铁矿主要含水层的水化学特征进行了分析,以灰色系统理论为基础,利用灰色关联度法建立矿坑突水水源的因素序列,对一次突水点建立参考序列,从而判定突水可能来自的含水层,并计算出各个含水层对突水量贡献的大小,为识别矿井突水水源提供了科学依据。     

复合含水层条件下矿井突水水源模糊聚类判别

为了准确判别复合含水层条件下封闭不良钻孔的突水水源,在分析矿井水文地质条件和地下水化学特征的基础上,排除了不可能为突水水源的第四系和延安组含水层,对于可能为突水水源的直罗组及其下段含水层,由于两者富水性和水化学条件较为相似,因此,采用了模糊聚类分析法,将突水点和直罗组及其下段含水层中的K++Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3作为评价指标,并利用Matlab平台进行计算,将待判别水样划分为2类,其中突水点与直罗组下段含水层为一类。在确定了突水水源后,在井下对直罗组下段含水层进行注浆封孔,对突水点成功进行了封堵。对于水文地质和水化学条件相似的含水层,可以采用模糊聚类分析对突水水源进行有效判别。