重庆磨心坡矿区水文地质特征分析

通过对磨心坡矿区水文地质特征的分析,认为矿区的主要含水层为碳酸盐岩裂隙含水岩组、碎屑岩裂隙含水岩组和松散层孔隙含水层组。矿井地下水全依赖降水补给,而矿井充水水源主要来自顶底板石灰岩裂隙及岩溶、采空区、地表水及塌陷洼地等,多以淋水、滴水或渗水的方式进入巷道、石门及采区。矿井涌水量主要受采煤面积和水位降深的影响,并随其增大而增加;此外,各水平涌水量还随掘采程度变化而变化,当下部水平掘采工程逐渐加剧时,上部水平涌水量则逐渐减小,下部水平涌水量则逐渐增大。     

广东省揭西县金坑矿区大气降雨与PD14矿坑涌水量的关系

揭西县金坑矿区PD14矿坑涌水补给来源相对较简单,周边地表水系虽发达,但因其所处高程高于周边地表水系历年最高洪水位,且没有断层沟通地表水系,对该点进行长期观测与分析研究,认为该矿坑涌水量的大小主要受大气降雨的渗透补给影响。     

郭家河煤矿水文地质特征及矿井涌水量预测

矿区位于鄂尔多斯盆地南部渭北挠褶带北缘，含煤地层主要为侏罗系中统延安组，可采煤层有2号、3号煤层。矿区含水层主要为第四系孔隙—裂隙潜水含水层，白垩系下统洛河组砂岩、宜君组砾岩孔隙—裂隙含水层，侏罗系中统直罗组砂岩裂隙、延安组煤层及其顶板砂岩裂隙含水层。井田受导水裂隙带影响，地下水以离层水形式参与工作面涌水。采用解析法进行矿井涌水量预测，预测2022—2025年郭家河煤矿1310工作面和2308工作面回采期间，矿井正常涌水量为225.17 m³/h。依据经验，为防灾考虑，矿井最大涌水量按正常涌水量的2倍预计，矿井最大涌水量为450.34 m³/h。研究可为矿井水文地质评价及水害防治提供依据。     

下石节矿井离层涌水特征及危险性分区

下石节矿井+950 m水平多个工作面开采中周期性异常涌水明显,根据矿井地质及水文地质资料分析,矿井+950 m水平工作面充水水源主要为顶板洛河组含水层水,充水通道为采动裂隙,在总结工作面涌水特征的基础上分析了离层涌水条件,矿井离层涌水主要受工作面采宽、采厚、洛河组含水层富水性、直罗组泥岩厚度影响,并以此为基础选取采厚、洛河组含水层富水性、直罗组泥岩厚度、直罗组泥岩厚度占比共4个主控因素,引入危险性指数SI作为指标,建立了离层涌水危险性评价模型,采用多源信息融合技术对+950 m水平进行了离层涌水危险性分区评价。     

孟巴矿南翼采区Ⅵ煤顶板砂岩涌水规律

根据孟巴矿南翼采区Ⅵ煤一分层工作面开采过程中顶板砂岩涌水部位、涌水特征及涌水量差异,结合井下水文观测资料,对井田地下水赋存特征,补、径、排条件,Ⅵ煤顶板砂岩厚度变化及富水性进行了分析,总结出Ⅵ煤顶板砂岩涌水规律,为矿井安全生产提供了依据。     

孟巴矿南翼采区Ⅵ煤顶板砂岩涌水规律浅析

根据孟巴矿南翼采区Ⅵ煤一分层工作面开采过程中顶板砂岩涌水部位、涌水特征及涌水量差异,结合井下水文观测资料,对井田地下水赋存特征,补、径、排条件,Ⅵ煤顶板砂岩厚度变化及富水性进行了分析,总结出Ⅵ煤顶板砂岩涌水规律,为矿井安全生产提供了依据。     

浅析榆神矿区矿井水及其利用

锦界煤矿是榆神矿区投产的第一座现代化煤矿,矿井水文地质条件在榆神矿区具有一定的典型性,煤矿开采的矿井涌水量较大,主要来源于第四系萨拉乌苏组和侏罗系直罗组。在论述煤矿水文地质条件基础上,提出对矿井水进行提前疏干利用或补给附近泉域增加地下水补给量,以减少矿井涌水量,促进地下水资源的合理利用,保护生态环境。     

浅析榆神矿区矿井水及其利用

锦界煤矿是榆神矿区投产的第一座现代化煤矿,矿井水文地质条件在榆神矿区具有一定的典型性,煤矿开采的矿井涌水量较大,主要来源于第四系萨拉乌苏组和侏罗系直罗组。在论述煤矿水文地质条件基础上,提出对矿井水进行提前疏干利用或补给附近泉域增加地下水补给量,以减少矿井涌水量,促进地下水资源的合理利用,保护生态环境。     

大气降水对千秋煤矿矿井涌水量的影响分析

效掌握矿井涌水规律,分析了近年来千秋煤矿的逐月涌水量,得出随着开采范围的增大,涌水量整体上呈增加趋势。通过对降水量和涌水量的关系进行比较、分析,得出在浅部开采地段,矿井涌水量具有明显的季节性,而越往深部则越不明显。     

天窗补给型衍生式矿井动力突水模式及其评价与治理技术

中西部煤炭资源富集程度最高，开发条件优越，随着开采效率的逐步提升，高强度大采高的开采模式对地下水系统的扰动程度也随之增加，特别是导水裂隙带发育范围之外含水层的地下水在煤层开采中逐渐参与到矿井涌水过程，此类模式导致了矿井涌水预测偏差大、水害危险性评价不准确和水害治理措施不明确等一系列问题，为当前的矿井水害防治带来了极大隐患。初步总结了一种衍生式动力突水模式，即随着煤层开采，顶板覆岩破坏导致地下水系统的演化会诱发新的灾害源，从而导致不同形式的突水模式。其内涵是将定义衍生式动力突水模式的基础从传统的开采前静态分析转变为考虑采矿全周期内变化的动态评价。矿井衍生式动力突水模式可初步分为三大类，分别是“天窗补给型”、“离层灾害型”和“导水通道增渗型”。此次主要针对“天窗补给型”衍生式动力突水模式进行初步探讨，以近些年高强度大采高的浅埋煤层矿区——陕西榆神矿区为例，深入探讨了“天窗补给型”衍生灾害的孕灾条件。通过补充分析间接充水含水层富水性和水力联系强度实现对顶板含水层涌(突)水危险性的综合评价，提出了灾害衍生模式的评价方法体系。通过开采方式的转变，构建了“三查、一定、两验证、两跟踪”的主动防治体系...     

长汀矿区矿坑涌水量模糊水文地质比拟法预测

基于长汀矿区勘探资料,分别从含水层组特征、断裂构造带水文地质特征、地下水补给、径流、排泄特征、矿井充水类型等方面对该矿区的水文地质条件进行了分析,结果表明:1矿区侵蚀基准面以上的主要充水来源为大气降水、接触裂隙水和断层接触水;2矿区侵蚀基准面以下的主要充水来源为接触裂隙水和断层接触水;3矿区地下水补给主要来源于大气降水,浅部可直接获得补给,深部通过裂隙和断层间接获得降水补给。在上述分析的基础上,基于矿区用水量实测资料,采用模糊水文地质比拟法、传统水文地质比拟法预测的矿坑涌水量分别约为44.69,46.73m3/h。尽管模糊水文地质法的预测结果略小于传统水文地质比拟法,但由前者充分考虑了降雨量、水头降深、开采面积、给水度、渗透系数和补给水源等因素,故其预测结果相对于传统水文地质比拟法而言可靠性更强。分析结果对于精确预测该矿区矿坑涌水量,确保井下安全开采有一定的参考价值。     

榆神矿区浅埋煤层减水开采中预疏放标准确定方法

榆神矿区地处干旱半干旱地区,生态环境十分脆弱。疏放水是榆神矿区顶板水害防治的主要手段,但过度疏放不仅增加矿井排水负担,而且不利于保护浅层地下水资源。因此,在确保防治水安全的前提下,计算预疏放残余水头、确定预疏放阶段和回采阶段第四系松散含水层漏失量,从而实现总漏失量最小是煤炭减水开采中的重点研究问题之一。以榆神矿区锦界煤矿为例,在分析井田含、隔水层赋存特征的基础上,建立了煤层开采的2种充水模式,并对顶板含水层进行了富水性分区;以矿井涌水量实测数据为基础,分析了涌水量变化规律及其构成比例;采用Drain边界刻画多工作面连续回采内边界,建立了锦界煤矿采掘扰动条件下地下水流数值模型,研究了两种充水模式下预疏放残余水头在不同工况下的第四系松散含水层总漏失量变化规律,确定了工作面预疏放结束标准。结果表明:锦界煤矿煤层顶板为典型的沙(层)-土(层)-基(岩)型结构,主要充水水源为风化基岩水,主要充水模式为土层未缺失风化基岩充水型及土层缺失风化基岩和松散层混合充水型。采用GIS多元信息融合技术划分的井田富水性分区结果显示,相对强富水区位于井田二盘区局部地段、三盘区和四盘区大部分地段,与现场实际基本一致。矿井疏放水量与工作面回采残余涌水量曲线变化趋势基本一致,各占矿井涌水量的50%左右。通过数值模型计算得出两种充水模式下工作面预疏放结束标准为将充水含水层疏放至煤层底板以上15~20 m,保留一定的残余水头可进行回采,无需继续疏放。此时,第四系松散含水层水资源总漏失量最小,可起到减水采煤的作用。研究成果为榆神矿区浅埋煤层提供了“减水开采”的新思路。     

水化学综合识别模式在矿井水源判别中的应用

 随着煤炭资源开采逐步向下延伸,面临的矿井充水条件逐渐复杂。下组煤开采面临的突水水源有上部老空水、第四系松散层水、地表水、顶板砂岩裂隙水和深部奥灰水;在复杂构造条件的影响下,井下涌水出现异常,但目标充水水源水位监测数据未发生明显变化,此时准确判别井下涌水的主要充水水源对矿井防治水至关重要。通过应用实例的分析,证明以常规水化学聚类分析和环境同位素分析构成的水化学综合识别模式对复杂条件下矿井充水水源的判别成效明显,为预防矿井突水事故、保障安全生产提供重要依据。     

新疆北部某煤矿考虑采掘进度的矿井涌水量动态模拟预测

为了更为准确地模拟预测新疆北部某煤矿1号矿区在分区分层开采过程中的矿井涌水量,在分析研究1号矿区的工程地质、水文地质等详细资料的基础上,运用目前主流的地下水数值模拟软件GMS中的Modflow模块对矿井进行三维建模仿真,结合1号矿区的采掘计划和采掘进度,模拟了该矿井在采掘期(10年)的动态涌水量,同时运用矿井的实测涌水量进行了对比验证。最终将考虑采掘进度模拟预测的涌水量、未考虑采掘进度模拟预测的涌水量、大井法计算涌水量、实测涌水量进行了对比分析,结果显示考虑采掘进度模拟得到的涌水量更为接近实测涌水量,验证了考虑采掘进度模拟矿井动态涌水量方法的准确性和优越性。     

柠条塔矿区南翼S1210工作面涌水机制分析

柠条塔煤矿作为陕北矿区中开采侏罗系延安组煤层的矿井,涌水量一般不大,但2011年5月30日发生了涌水事故,查明涌水事故原因至关重要。通过地下水位观测、水文地质钻探等手段,进行了地面水文地质条件探查,总结了地表水系水位变化情况及地下水水位动态特征;结合现场放水试验、地下水连通试验,详细分析含隔水层特性,即含水层厚度、裂隙发育、富水性及变化规律。最终确定了涌水水源是工作面上覆侏罗系中统直罗组风化基岩裂隙承压水,涌水通道为西北部连续分布粗—中粒砂岩。     

Predicting Groundwater Rebound in the South Yorkshire Coalfield,UK

Abstract:  The semi-distributed model GRAM (groundwater rebound in abandoned mineworkings) has been applied to part of the South Yorkshire Coalfield, UK, to predict the pattern of groundwater rebound, in particular the timing and rates of changes in mine water flows between abandoned collieries. The model is based upon the mining hydrogeologist's concept of ‘ponds’ (discrete volumes of interconnected workings) and calculates water balances over time for all ponds in a multi-pond mined system. GRAM was successfully calibrated against observed groundwater levels over a 5 year period from 2001 to 2005 before being used to predict future rates of groundwater rebound, in accordance with different scenarios, including average, low, and high rainfall scenarios. The results reveal that it could take up to 22 years before an inflow of water occurs into the last remaining colliery in the area at Maltby, with the first surface discharge expected in approximately 15 years time from an old mine shaft. If Maltby is closed and pumping ceases across the area, then it could be 100 years before groundwater rebound is complete.     

采动覆岩高位离层演化特征及涌(突)水前兆信息研究

采用理论分析、物理模拟和数值模拟相结合的方法,重点研究了招贤煤矿工作面的高位离层的时空演化,并将开采期间水位变化、微震监测数据作为高位离层涌(突)水前兆信息,揭示了特厚煤层综放开采覆岩主控裂隙(纵向主导水裂隙和横向离层裂隙)演化特征及离层水害机理。以永陇矿区招贤煤矿为研究对象,黄陇侏罗系煤田永陇矿区煤层覆岩具有弱胶结、泥质含量高和单层厚度大等特点,侏罗系覆岩之上为巨厚高水压白垩系含水层,厚及特厚煤层开采时易在侏罗-白垩系交界上下形成高位离层积水;当导水裂隙与高位离层积水沟通时,形成离层水害。离层水害具有瞬时性、大流量并伴随强烈矿山压力显现等特点。研究结果表明:当工作面达到充分开采时,采空区两帮离层裂隙较为发育,中部处于压实区,最大横向高位离层位于梯形破坏区顶部;工作面上覆亚关键层的周期性破断造成工作面周期性来压、高位离层空间周期性扩张、闭合,导致宜君组水位周期性异常下降;工作面经长时间停采,恢复开采后,重复扰动覆岩诱发覆岩岩体结构失稳,导水裂缝带沟通离层空间,造成离层涌(突)水;水位突降、水位下降速率突增、微震大能量事件可作为1304工作面突水前兆信息;关键层的破断会引起微震能量事件,伴随关键层的快速回转、下沉扩大离层空间,造成宜君组水位异常下降;工作面多次复采造成覆岩自稳能力逐渐劣化严重,加快离层涌(突)水通道形成,离层涌(突)水通道逐步增大;随着出水次数增加,水位提前下降时间减少,微震能量事件能量降低,涌水量增大;采动过程中离层涌(突)水的前兆信息-白垩系含水层的水位变化以及矿井微震监测数据验证了模拟结果是可信的。     

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。     

中关铁矿堵水帷幕内外水位变化规律

中关铁矿位于水文地质条件复杂、透水性强的奥陶系石灰岩中,该矿在井建期间一直受到严重的水害威胁。在详细分析矿区含水层特征、富水性变化规律及地下水运动特征的基础上,对中关铁矿堵水帷幕内外的水位随季节及年份的动态变化规律进行了分析。结果表明：帷幕内外地下水的动态变化规律不仅受区域地下水径流条件和季节更替的影响,还受帷幕本身及帷幕区域内井巷工程施工及疏干排水作用的影响。根据对矿区水文地质条件及帷幕内外水位变化规律的宏观认识,提出了矿井建设过程中的突水防治对策：工作面超前探水、修建蓄水水仓、矿坑内进行超阶段疏干及对地下水水位和矿井涌水量的持续观测等。     

神府矿区采煤对地下水循环的影响——以窟野河中下游流域为例

以窟野河中下游地区为例,通过野外调查和水化学特征分析,总结了神府矿区地下水循环模式：第四系潜水和侏罗系烧变岩潜水主要受地形控制;延安组碎屑岩含水层分5个含水层段,主要受地层倾向控制,沿河道相由东向西流动。进而提出了采煤对地下水影响机制：浅部煤层开采破坏了潜水含水层之下黏土层的隔水性,含水盆地汇水面积减小,泉流量减小或干枯;同时采矿造成的人为“溯源侵蚀”袭夺了相邻水文地质单元的地下水,矿井水补给量增加,蒸发量减小;深部煤层开采进一步破坏黏土隔水层,导致潜水含水层消失,使得地表径流转换为地下径流,地下水完全依赖5-2号煤层底板径流。