强水力联系采空水害补给综合判定技术

为了解决存在强水力联系且导水通道不明条件下采空区积水危害问题,采用瞬变电磁法查明采空区与积水区范围、采空积水补给导水通道,利用水化学方法分析采空区补给水源,建立水文地质模型分析采空区积水补给原理,研究结果表明采空区补给水源为库车河河水,导水通道为松散砂砾层及粗砂岩含水层风化露头区裂隙沟通导水裂缝带,通过瞬变电磁、水化学分析、水文地质模型综合分析法判定了强水力联系采空积水补给源及补给通道,为进一步治理采空区水害提供依据。     

煤矿地下水库高盐矿井水封存对地下水的影响

以宁夏灵新煤矿地下水库建设为工程背景,分析了在煤矿地下水库建设和运行过程中,可能对邻近含水层造成影响的两大因素:(1)煤层工作面重复开采引起的覆岩裂隙导通含水层,会对矿区地下水资源造成初次影响;(2)在高盐矿井水注入地下水库的过程中,由于浓度梯度的作用,矿物离子将主要沿着裂隙通道进行扩散,进而可能对矿区地下水资源造成二次影响。这2种影响方式都与采空区覆岩中的采动裂隙是否形成贯通的渗流通道密切相关。基于上述分析,首先通过固-液耦合相似模型试验与数值计算相结合的方法,分析了灵新煤矿拟建煤矿地下水库区域重复开采条件下采空区覆岩的裂隙网络演化规律和渗流通道特征,进而深入分析了重复开采对煤层上方各含水层的影响,具体表现在:一采区工作面回采结束后,采空区上覆岩层裂隙相互连通并扩展至K4含水层,但K3含水层与采空区之间未出现明显的渗流路劲,表明重复开采对K3含水层的影响较小。综合上述相似模拟试验和数值计算得到的裂隙网络特征,采用OpenGeoSys多场耦合数值模拟软件,模拟了高盐矿井水在采动裂隙网络中的渗流过程,分析了高盐矿井水在煤矿地下水库中封存后对上覆含水层的污染风险。研究结果表明:注水条件下,高浓度盐水首先在裂隙采空区流动,随后沿着覆岩断裂裂隙进入K4含水层,并最终在K4含水层及其邻近覆岩断裂裂隙中流动,渗流场离K3含水层较远。浓度场在自身重力所用下10 a后扩散速度有所减缓,在50 a内,浓度场主要在K4含水层邻近覆岩、K4含水层和底部泥岩中扩散,只有微量高盐矿井水会扩散至K3含水层中。     

资源整合煤矿老空区积水治理与分析

经历资源整合后的新矿井,由于原矿井闭坑后会形成大量采空积水区,对煤矿下部煤层的继续生产形成严重威胁,安全生产形势严峻.根据对沁裕煤矿水文地质资料的深入研究和实地工作,对煤层顶板采动、构造带、奥灰水等方面对采空区积水的影响做了详细分析,并提出了合理的防治方案.为正确处理老空区积水问题、保证矿井长治久安提供依据.     

辛置矿井充水条件及水害防治对策

根据辛置煤矿地质和水文地质资料,对矿井下组煤充水条件进行了深入研究分析,得出辛置矿井充水条件延伸水平越深,水文地质条件类型越复杂,开采难度也越大。矿井充水水源主要是下石盒子组K_8砂岩含水层、太原组K_2灰岩含水层、奥陶系灰岩含水层以及采空区积水,矿井主要导水通道为断层、陷落柱、采动导水裂隙带和封闭不良的钻孔,这些导水通道会对煤矿的安全生产造成极大的影响,需要采用井下探放水、注浆堵水、留设保护煤岩柱、保障排水能力等措施来加以防治。     

煤矿开采对水资源及生态环境的影响分析

本文以贵州省黔西县青龙煤矿为研究对象,在分析矿区水文地质条件的基础上,通过区内水文地质钻孔抽水资料,对该地区煤矿开采造成的地下水含水层的破坏情况进行了分析,并根据前后水质化验数据,对区内水资源水质进行了评价,同时对区内可能造成的生态影响进行了简要分析。结果表明,煤矿开采对地下水含水层、水资源及生态环境成了严重影响,煤矿开采要应积极运用新型高效合理的开采技术,同时加强对区内水资源及环境的监测。     

胡家河煤矿涌水特征及防治水思路

通过分析胡家河煤矿水文地质特征和已回采工作面防治水经验,发现矿井的主要充水水源是地下水和采空区积水,主要充水通道是采动裂隙、断裂裂隙和封闭不良钻孔,以此得出了矿井涌水变化特征。结合矿井涌水量变化特征和开采技术条件等因素,提出了符合矿井实际的防治水思路：即允许覆岩导水裂隙带适当波及洛河含水层下段,以建立完善工作面、采区、矿井排水系统为重点,以白垩系洛河组含水层自然疏排为主,以侏罗系富水异常区探查及预疏放为辅,主动实施超前注浆加固防范断裂构造水害,按照清浊分离、压力自流的原则防治采空区积水。     

华亭煤矿水文地质条件分析

华亭煤矿目前主采煤层为煤5层,根据近期进行的水文地质补充勘探,并结合以往资料对水文地质条件进行了分析,矿井开采主要充水因素为地下含水层水及采空区、巷道积水.井田内含水层按其含水性、含水类型及水力特征,划分为5个含水层,其中第一、二、三含水层为直接充水含水层,但其富水性弱,对未来井田开采影响不大;煤5层开采后所形成的导水裂隙带全部没有进入第四、五含水层,因此煤层正常开采及构造不发育地段情况下,第四、五含水层对矿井充水影响不大.华亭煤矿目前开采2501采区,受工作面回采影响,部分工作面存在采空区积水,在煤层开采过程中需引起注意.     

漳河水库李家洲煤矿段库岸渗漏分析及处理技术

漳河水库李家洲煤矿库岸主要通过老煤矿采空层和风化岩(煤)层渗漏,形成老采空区地下水库.采用稳定膏状浆液及速凝膏状浆液对渗水库岸进行帷幕灌浆,并通过质量检查和实测煤矿出水口流量,切断了地下水来源.本技术在溶洞脱空、矿藏采空、透水通道处理工程等有广泛的实用性和针对性,具有很好的工程借鉴作用.     

煤层开采厚度变化对上覆松散含水层影响研究

为确保煤矿区地下水资源的可持续利用,采用数值模拟方法研究煤层开采厚度变化对上覆松散含水层的影响。结果表明:对于新近系含水层,在采厚小于6m时,含水层未被疏干,在采厚为6,8,10和12m时,含水层均被疏干,疏干时间分别为300,270,150和120d;对于第四系含水层,在采厚小于10m时,含水层未被疏干,在采厚为10,12m时,含水层均被疏干,疏干时间分别为90,60d。研究成果为煤矿区松散含水层地下水资源保护提供依据。     

煤矿采空塌陷区危险性预测模型构建及其防治措施

采矿因素、地质因素等因素影响煤矿矿井采空塌陷区危险性预测结果,为了获取准确的煤矿采空塌陷区危险性预测结果,构建煤矿矿井采空塌陷区危险性预测模型。选取某省煤矿矿区作为研究区域,选取下沉系数与水平移动系数作为构建煤矿采空塌陷区危险性预测模型的参数,采用T-S模糊方法构建煤矿矿井采空塌陷区危险性预测模型,通过修正预测模型的模糊子集隶属函数更新预测模型,提升煤矿矿井采空塌陷区危险性预测精度。所构建模型输出煤矿矿井采空塌陷区危险性预测结果为中等,针对预测结果提出采用合理的采煤方式、合理避让、加强边坡监测3项煤矿矿井采空区塌陷防治措施,为煤矿矿井开采后防治采空区地面塌陷提供指导。     

象山矿井隐蔽致灾地质因素分析及防治措施

为切实提升煤矿安全生产管理水平，有效防范和遏制重特大事故发生，对象山矿井的隐蔽致灾因素进行探究。梳理了象山矿井现有的地质成果，结合煤矿隐蔽致灾因素具有隐蔽性、时变性、突发性、难探测和难预防的特点，对其地面和矿井内的钻孔、煤层气井、地质构造、瓦斯、煤层自燃、煤尘爆炸、老空区和导水裂隙带等因素进行了分析。总结出该矿井内的封闭不良钻孔、瓦斯、奥灰水、导水裂隙带等主要隐蔽致灾因素，并提出了相应的预防和治理措施。     

沿空掘巷小煤柱合理宽度的数值模拟研究

针对某煤矿沿采空区边缘布置开拓巷道、护巷煤柱宽度的选择问题，依据矿井生产地质条件及现场实际，采用理论分析对煤柱的宽度范围进行确定，并利用FLAC^3D数值软件对7种宽度范围内的煤柱进行模拟，分别从沿空掘进期间煤柱的垂直应力分布、水平位移分布、表面位移对煤柱的稳定性进行对比分析，确定了合理的沿空掘巷煤柱尺寸。研究结果表明，理论公式计算得出煤柱的最大宽度为15.03 m；煤柱宽度为4～5 m时，煤柱内垂直应力峰值最小，煤柱向巷道移近量较小，且较稳定。     

基于瞬变电磁法的煤矿采空区地质勘察研究

近年来我国经济快速发展，各种矿石资源需求逐渐增大，大量矿石的开采，形成大量的采空区。采空区造成生态环境的破坏、地面出现裂缝和塌陷，给生活和生产带来严重的安全隐患。采用瞬变电磁法对煤矿采空区地质勘察进行了研究。分析了瞬变电磁法工作原理和瞬变电磁设备主要功能和参数，然后，以某研究区为例，采用Grapher软件对原始数据进行了处理，采用Surfer软件对电阻率进行定量和定性分析，根据中心回线和重叠回线电阻率断面上的异常区域，对采空区的位置和充水断层的位置进行了推测。     

丰达煤矿水文地质条件分析与防治对策研究

急倾斜煤层覆岩破坏发育规律较为复杂,其顶板导水裂隙带发育高度不完全可控,其浅部老空老窑积水易构成较大隐患。针对丰达煤矿急倾斜的二₁煤层,矿井安全生产面临较严重的浅部老窑积水水害威胁状况,通对分析矿井水文地质条件尤其是老空水和地下水水害威胁程度,提出了“地面井下相结合、探查疏放工作持续开展、老窑灰岩水害防治兼顾”的防治对策,开展井下泄水巷结合常规钻探疏放老空水同时对寒灰水进行探查,确保浅部老空水疏干放净和寒灰水安全带压开采,为矿井安全采掘和急倾斜煤层的探查与防治提供对策。     

基于离散单元法的东风煤矿采空区稳定性评价

针对晋北地区东风煤矿采空区易引发地质灾害问题,通过对区域概况、矿区地质与水文地质条件、模拟评价及分析,结合地表勘查与DEM图像进行沉降分析,采用离散单元法对晋北地区东风煤矿采空区进行数值模拟,获得某一典型块体位移曲线,并进行了位移边界条件研究,得出了水平位移和垂直位移曲线呈波浪起伏状,最大位移分别为1 360 mm和4 510 mm,块体受力作用比较明显,水平时步迭代约58 000步后趋于稳定的结论,对其采空区稳定性进行了准确评价。该方法可以应用至其他类似采空区,对于指导该区煤炭资源合理地可持续开采、减少由此引起的地质灾害的产生具有重要的理论指导意义。     

陕西省红石岩煤矿水文地质条件及防治水措施

根据陕西省红石岩煤矿已有的钻探、物探和水质化验及生产揭露的地质资料,分析了矿井的地质条件和矿井水文地质条件,结合近3年矿井涌水量观测数据,认为矿井的直接充水水源是煤层顶板砂岩裂隙水和老空积水及因采动影响产生的导水裂隙带进入井下的大气降水和地表水,主要充水通道为导水裂隙带和老窑巷道,主、副井筒周边采空区积水和四采区采空区积水是矿井的主要水患,并提出了针对性的防治水措施,以确保矿井安全生产。     

突出工作面上隅角瓦斯管理技术研究

平宝公司煤层由于受到煤层埋深、顶底板岩性、水文地质构造等因素的影响,煤层具有瓦斯压力大、瓦斯含量高等特点,目前开采的己_15-17-12081采面由于采空区面积大,易造成回采工作面尤其是上隅角瓦斯超限。根据以往开采工作面上隅角瓦斯涌出异常等情况,为了保证综采工作面安全回采,采取高抽巷抽放采空区瓦斯,改进上隅角封堵充填技术,配合设置风水联动喷雾装置等多种手段联合治理上隅角瓦斯积聚。实践表明:采用综合治理技术后,上隅角瓦斯积聚的问题得到缓解,保证了矿井的安全高效生产,为相关地质条件的采煤工作面上隅角瓦斯治理提供参考。     

滑动构造对矿床开采技术条件的影响研究

为了深入研究滑动构造对矿床开采技术条件的影响,分析了滑动构造与矿床水文地质条件、工程地质条件、瓦斯赋存及地温的影响关系,分析了滑动构造对地下水补给条件的影响,滑动构造对含水层富、导水性的影响,滑动构造对未来开采矿井突水的影响;滑动构造滑动破碎带及滑动系统、下伏系统岩层特征,滑动构造构造带岩体分带,滑动构造对二₁煤层顶、底板岩层的影响;滑动构造对瓦斯赋存及地温的影响;该研究为指导矿井开采提供一定技术支持。     

城市建设用地地质环境适宜性评价

城市建设用地地质环境适宜性评价是在城市远期规划的基础上，从地学的角度出发，综合考虑各种影响因子的影响，对城市远期规划建设用地地质环境适宜性进行综合评价，为城市远期规划用地提供依据。基于汝州市城市地质调查工作区范围，对评价区进行评价单元划分，根据自然地理条件、水文地质条件、工程地质条件、环境地质条件和社会影响条件5大类评价因子的影响，采用层次分析的方法，得到汝州市城市建设地质环境适宜性评价分区。研究为城市资源、环境、生态合理开发利用与保护提供地学依据。     

基于GMS的某典型石化园区地下水污染运移研究

石油化工园区作为地下水重点污染源之一，企业生产过程中产生的废水和固体废物可能对周边地下水构成污染风险。以北方沿海某石化园区作为研究对象，基于GMS建立水文地质概念模型和三维数值模型，对园区污水处理厂非正常状况下废水泄漏后石油类污染物在地下水中的迁移过程进行模拟预测。研究结果表明，在污染物泄漏后的30年预测期内，污染物最远迁移约56 m，污染羽前缘尚未影响到下游地表水体。研究成果可为我国滨海地区石化园区的地下水污染防控提供科学依据。