高强度采矿活动对地下水影响的数值模拟研究

为探究高强度采矿活动对地下水的影响，选取内蒙古神东煤矿区某井田为研究对象，该煤矿为平面上开采面积占比大、空间上开采尺寸大、时间上开采速度快为特点的高强度开采方式。在收集整理相关水文气象、勘测资料的基础上，利用GMS(Groundwater Modeling System)数值模拟软件建立符合研究区水文地质条件的地下水流模型，对研究区未来10年采动影响下的地下水水位及流场进行预测分析，并对地下水水均衡状态进行分析。研究结果表明：高强度采动对直罗组含水层的扰动影响最大，在开采盘区内形成了多个水位降落漏斗，降落漏斗中心水位下降幅度由第1年末的105 m增大到第10年末的351 m，该层地下水整体水位与径流条件均发生改变。高强度采动对志丹群含水层的扰动影响较小，仅在矿井上方局部位置水流场发生改变，10年间，采掘中心处水位由20 m下降至116 m。通过水均衡分析可知，地下水总补给量为357 589.74 m³/d，总排泄量为357 563.62 m³/d，误差为0.007 3%，其中降雨入渗是研究区的主要补给来源，占比51.90%，其次为河流补给，占...     

露天矿地下水降落漏斗的理论认识与实践意义

以神华北电胜利露天1号煤矿地下水降落漏斗为例,全面系统地介绍了地下水降落漏斗及其成因,分析了矿区地下水降落漏斗对区域生态、资源开发和城市发展的影响。结合当前国内降落漏斗研究的内容和趋势,讨论了地下水降落漏斗预测的方法及其优缺点,阐述了对露天矿地下水降落漏斗研究和控制的工程实践意义。     

非金属矿山开采土壤扰动重构对地下水补给的影响分析

非金属矿山开采区域土壤扰动重构会使水文地质环境发生改变,导致地下水补给分析结果不准。从土层厚度、土壤温度、地表径流量等角度出发,分析土壤扰动重构对地下水补给影响因素,并构建三维地下水流动模式,进而构建土壤扰动重构对地下水补给影响数值模型,得出水位演变公式和入渗系数、含水率与水位的变化关系式。结果表明,研究区域的土壤扰动重构方式对超过100cm土壤含水率具有一定促进作用,并且地下水位总体呈现先上升后下降趋势,为其他矿山开采过程中解决同类问题提供了参考方案。     

安徽庐江朱岗铅锌矿床环境地质问题分析

朱岗铅锌矿床为一个大型隐伏矿床。矿区地下水划分为4个含水岩组,地下水主要接受大气降水的补给,局部接受地表水体的补给。矿山开采可能引发或遭受的主要环境地质问题为区域地下水位下降及热害。     

永夏煤田水文地质条件浅析

根据矿区开采实践,从区域断层控水、水文地质分区、含水层以及区域地下水动态特征等方面对永夏煤田水文地质特征进行了总结分析.分析认为:区域水文地质条件较简单,区内形成多个降落漏斗,并以永城背斜为轴形成多个径流带.     

峰峰矿区保水采煤对策研究

峰峰矿区岩溶地下水动态天然状态下,多年呈稳定的周期性的变化,受煤矿疏排水和人工开采影响,呈衰减状态下的周期性变化,且各径流带上由于开采规模不同,呈现不同的变化特点,开采规模大,地下水衰减幅度大,开采规模小,地下水衰减幅度小,煤矿停采后水位大幅回升。据此,科学设计开采矿井布局,在南部径流带上建供水水源地,进行疏干降压供水,减少北部水源地开采量,同时从保护水资源和矿井生产两方面开展防治水工作,提高矿井水利用率,并根据地下水水位、流场及泉流量动态变化,控制地下水人工排泄总量及各径流带人工开采量和矿井疏排水     

郑州市2005—2020年地下水埋深变化分析

分析郑州市浅层地下水埋深统测数据、长观孔数据以及历年降落漏斗面积变化数据,利用ArcGIS空间插值、衬度系数分析、描述性统计分析以及ARIMA模型,研究郑州市浅层地下水埋深空间分布特征和时间变化特征。分析结果表明,空间上,研究区浅层地下水埋深分区呈带状分布,水位埋深由西南向东北方向逐渐减小,其中10~20 m水位埋深区所占面积最大;时间上,年内,研究区埋深分布特征大致相同,各埋深分区面积有所变化;年际间,2014—2019年,年平均埋深下降2.87 m,下降速率0.5 m/a。2014年以前降落漏斗逐年增大,2014年以后,由于南水北调水入郑,供水结构发生改变,降落漏斗逐年减小。研究区地下水动态类型主要有开采型和开采—气象型,影响因素主要有降雨入渗补给、越流排泄和人工开采。最后基于DPS数据分析平台,利用ARIMA模型建立了数值模型,对2021年12个月的埋深进行了预测。     

小浪底水库蓄水后对煤炭资源开发的影响

小浪底水库蓄水后 ,抬高了区域地下水排泄基准面 ,致使矿区地下水位高于开采煤层最低标高 ,奥灰水成为开采一1煤矿井最重要的充水水源 ,突水危险很大 ,部分资源不能开采 ;开采二4煤的矿井受水库蓄水直接影响不大     

面向生态的矿区地下水位阈限研究

分布在干旱半干旱地区的植被,由于降水不足以维持其长期生存,需要地下水提供部分或全部水源,因而对地下水有一定的依赖性。煤层开采破坏含水层后地下水位会大幅降落,这在一定程度上会给依赖地下水植被造成水分胁迫,进而控制生态系统演化过程。针对榆神矿区煤层开采引起地下水位变化的基本特征,提出了生态安全约束下矿区地下水位控制阈值的确定方法。研究表明,植物根系与地下水毛细上升带保持接触时,植物就可以吸收利用地下水,因此本文将最大毛细上升高度与根系长度之和作为植被利用地下水的最大临界埋深。在毛管流理论指导下,以颗粒排列方式与孔隙直径大小的关系建立了最大毛细上升高度计算公式,并给出了通过颗粒级配曲线确定最大毛细上升高度的方法。据此计算的毛乌素风积沙最大毛细上升高度的取值区间为0.7～2.0 m,进一步确定了榆神矿区生态安全约束下的矿区水位控制下限为4.0 m。在此基础上,以2016年地下水流场基准,以水位埋深4.0 m为界将榆神矿区划分为生态约束区和无约束区。水位埋深小于4.0 m的区域植被对地下水依赖程度高,属于生态约束区,煤层开采造成地下水位下降极易使植被遭受水分胁迫,因而是矿区生态环境保护的重点。研究成果阐明了榆神矿区生态环境及地下水位对煤层开发的限制条件,为进一步推进保水采煤技术的发展奠定了理论基础。     

小浪底水库蓄水与煤矿突水淹井的关系分析

本文研究了小浪底水库蓄水后对区域水文地质条件及矿井充水条件的影响。小浪底水库蓄水后 ,抬高了区域地下水排泄基准面 ,矿区地下水位同步升高 ,奥灰岩溶水成为开采一1 煤矿井最重要的充水水源 ,库区水位升高同矿井被淹有密切的联系。     

南泥湖露天矿区采场水力联系及矿坑涌水量预测

为了查明南泥湖露天矿区采场范围内水力联系及矿坑涌水量,分析了含水层类型及其富水性特征,地下水补给、径流、排泄条件,地下水的基本特征等,基于此,采用长期水文监测、示踪试验及水化学分析等方法,研究了大气降水、地表水、地下水及矿坑涌水之间的水力联系及相互转换关系;并分析了露采矿坑的涌水因素以及预测了露采矿坑涌水量,主要包括矿坑大气降水补给量、地表径流量和地下水补给量。研究为后期水文地质监测以及地质灾害防治提供了技术支持。     

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。     

“引避疏堵排五位一体”综合防治水技术研究

新桥煤矿通过采用现场“引”、“避”、“堵”、 “疏” 与“排”的试验、理论分析等综合研究方法,选择典型的南一采区2105工作面进行重点评价,在分析和查明矿井二₂煤层开采条件下底板太灰高承压含水层充水因素、地下水径流特征、底板阻控条件的基础上,对底板含水层控水和突水危险程度进行评价,建立评价预测模型,研究太灰高承压水地下水径流运移规律,并最终提出太灰水“引、避、疏、堵、排五位一体”的综合防治技术对策。研究为今后的防治水工程指明方向。     

基于煤炭采空影响的多含水层水文地质响应——以新桥煤矿为例

为研究受煤炭采空影响的多含水层的水文地质响应，以新桥煤矿为例，通过对其采空区分布和地表塌陷的调查，结合煤矿地质构造、含水层水文地质特征等的分析，探讨采空影响下煤层顶底板工程地质条件的改变而产生的导水通道，造成采空区地下水的补给和径流，并通过计算和PHREEQC模拟软件分别对采空区水量、水质进行预测，从而为煤矿安全生产和采空区地下水开发利用提供依据。     

沙漠产流区工作面过沟开采保水技术

沙漠产流区是榆神矿区重要的水源地,同时也可能成为安全生产的水害隐患。为保护沙漠珍稀水资源,保证煤炭安全高效开采,开展沙漠产流区保水采煤分区关键技术研究。采用现场实测、数值计算等手段剖析了过沟开采保水采煤的影响因素及分区标准,并基于分区特性提出了过沟保水关键技术。研究结果表明:过沟开采对水资源的影响可分为地表径流漏失和汇流区地下水漏失两类,其中汇流区进一步划分为突水溃沙区、突水区、渗漏区和保水区。残余隔水层厚度为0时原沟谷底部隔水层失去隔水性能,地表径流将泻入井下造成水资源漏失。过沟保水采煤技术包括采用修复地裂缝,突水区筑坝引流等,在综合治理开采区取得了工程应用成功。     

清水工业园某场区地下水动态变化分析及预测

为探究地下水动态变化原因和防治措施,以清水工业园内某化工企业场区为研究对象,对地下水动态进行预测研究。通过对该场区水文地质条件的勘查,在了解地层结构、地下水的分布特征和水力特征、地下水和地表水的补排情况等基础上,分析在降水入渗补给、地下水侧向径流补给和西湾露天矿排水等因素作用下,场区地下水动态影响因素,并对地下水进行了动态预测。结果表明,该场区地下水水位变幅较大,具有双峰特征;当上游地下水侧向补给量完全消失时,场区的地下水位将最大下降近30 m;受西湾露天坑排水及场地硬化影响,场区地下水位将大幅度下降,最大下降近50 m。     

陕北地区地下水源与矿井开采影响关系研究

在我国陕北地区煤炭资源丰富、水资源匮乏,民生与采矿矛盾日益严重。为了研究地下水源是否受煤矿井下开采影响,采用现场调查、水质化验、沉陷预测、影响因素分析等方法,对魏墙煤矿工作面开采与马家梁地区居民用水之间相互影响情况进行研究。结果表明:矿井采掘3号煤层时,其顶板侏罗系延安组第四段砂岩含水层为主要充水水源,覆岩导水裂隙带为主要充水通道。居民用水水源多为浅部的第四系潜水及基岩裂隙水,少量的依靠深机井取白垩系砂岩裂隙水,与魏墙煤矿井下取水及排水水源不同。矿井2014—2016年采掘影响地下水位变化不明显,通过大气降雨统计、地下水入渗等计算,认为马家梁地区居民取水点水量减少源于居民用水量增加、自然气象的季节性影响以及区域降水量减少。     

恒源矿构造特征及其对矿井水的控制机理

针对地质构造的存在使得矿区水文地质条件复杂化的问题,在构造发育规律和演化的基础上,系统论证了构造对矿区含水层形成、地下水的补给、径流、排泄及流场、水化学成分、矿井涌水和突水的控制作用。合理解释了矿区的水动力环境、岩溶发育特征、突水特征,指出了大断层控制下的小构造裂隙是矿区防治水工作的重点区域。     

煤矿薄煤层定向钻孔水害探查技术研究

从保德煤矿水文地质条件出发,研究了矿区奥灰水突水危险性,计算了8号煤层底板安全隔水层厚度和突水系数。采用薄煤层定向钻探工艺对保德煤矿81312工作面胶带运输巷道和81313工作面辅助运输巷道底板以下岩层及10号煤层进行水害及隐伏构造探查,探明了8号煤层底板岩层地质构造及富水性,形成了区域薄煤层定向钻孔水害探查方法。研究表明,利用定向钻孔的一孔多用功能超前预抽10号煤层瓦斯,可为矿区安全开采提供保障。