辐射井疏干技术在露天矿地下水疏干中的应用研究

现有的井群疏干、地下巷道集中排水、地表地下联合疏干方法都已比较成熟有效,但当矿区的地下水系统由非均质各向异性、低渗透性含水介质组成时,井群疏干受到低渗透性含水层和高倾角裂隙的制约,无法达到良好的疏干效果。地下巷道集中排水方法一次性工程投入很大,含水层富水性极度不均时易造成许多不必要的浪费;地表地下联合疏干方法的地面部分对矿坑边坡安全和采场作业都会造成一定的影响。结合马钢集团南山矿业公司高村露天铁矿的地下水疏干技术研究专项,调查分析了矿区地质和水文地质条件,含水介质特点及含水层富水特征,借助GMS软件建立了高村矿区地下水水流模型,提出了辐射井疏干技术的设想,并依据前人提出的＂渗流-管流耦合模型＂模拟辐射井,完成了此类矿山的地下水辐射井疏干方法的初步研究。     

基于数值模拟技术的地下水流场变化特征分析

矿山的开采大多需要进行疏干排水,而在疏干排水时持续的地下抽水势必导致区内含水层中地下水流场的变化,对周边地下水的开发利用造成影响。为了分析矿山开采中地下水流场的变化特征,本文通过对兴隆县某金、铁矿水文地质条件分析建立研究区地下水系统的数值模拟模型,并通过对已知地下水动态水位的拟合与检验,确定模型的可靠性,然后利用识别后的模型预测兴隆县某金、铁矿运行投产含水层水位的变化特征,探讨矿山开采对地下水系统的影响。     

刚果（金）Sicomines 铜钴矿矿坑涌水量预测及矿山防治水

通过对Sicomines水文地质条件的分析,指出矿区位于区域构造推覆体中,构造极其发育,含水层强弱相间、结构复杂,此外,矿区已经过十几年的开采,形成Dikuluwe和Mashamba Outest 两个大型采坑,采坑积水量巨大。结合未来矿山扩大生产规模进行露天开采的方案,利用矿区长年排水量观测资料,采用比拟法对矿坑地下水涌入梁进行预测,同时利用当地长期气象观测资料,对大气降水汇入量进行计算。基于矿山水文地质条件和矿坑涌水量,提出矿山开采初期,矿坑疏干排水应立足于坑排及井排的方式,后期可采用巷道疏干排水的方式。     

大同矿区口泉沟南地下水资源的合理开发研究

矿山地区一方面采矿存在着水患,另一方面又因疏干排水而使日常生活缺水。目前我国有关矿区供排结合的实例并不多见。以大同矿区口泉沟南为例,分析了该区的地质、水文地质条件,并用数学模型的有限元法评价了地下水资源的允许开采量。同时提出和论证了最佳开采方案。     

广西武宣盘龙铅锌矿矿区环境水文地质问题分析及防治对策

岩溶地面塌陷、区域地下水位下降、采空区地面塌(沉)陷、矿坑突水等是广西矿山在开采过程中产生的最主要环境水文地质问题.从武宣盘龙铅锌矿矿区的地层岩性分布、地质构造条件、岩溶发育特征、水文地质特征、开采工程活动、矿坑疏干地下水影响等方面综合分析,揭示盘龙矿区存在的主要环境水文地质问题,并结合开采工程活动提出帷幕灌浆、回填灌浆加固、充填采空区、加强地面变形监测、先探水再掘进等防治措施与对策,为矿山有序开采及安全经济高效运行、矿床疏干排水方案及矿山深部开采设计提供科学依据.     

广西武宣盘龙铅锌矿矿区环境水文地质问题分析及防治对策

岩溶地面塌陷、区域地下水位下降、采空区地面塌(沉)陷、矿坑突水等是广西矿山在开采过程中产生的最主要环境水文地质问题.从武宣盘龙铅锌矿矿区的地层岩性分布、地质构造条件、岩溶发育特征、水文地质特征、开采工程活动、矿坑疏干地下水影响等方面综合分析,揭示盘龙矿区存在的主要环境水文地质问题,并结合开采工程活动提出帷幕灌浆、回填灌浆加固、充填采空区、加强地面变形监测、先探水再掘进等防治措施与对策,为矿山有序开采及安全经济高效运行、矿床疏干排水方案及矿山深部开采设计提供科学依据.     

Visual MODFLOW在煤矿建设地下水环境影响评价中的应用 ——以甘肃省灵台县安家庄煤矿为例

结合甘肃省灵台县安家庄煤矿地下水环境影响评价实例,建立了评价区水文地质概念模型,并基于Visual MODFLOW对评价区地下水进行了数值模拟计算和验证;预报了设计开采条件下研究区不同含水层的地下水水位。预报结果表明:矿坑排水使得煤层所在含水层出现疏干现象,并且疏干范围随着开采范围的增加而不断扩大;在煤矿开采作用下,随着模拟时间的延续,煤系层上覆白垩系洛河组—宜君组含水层地下水位降落漏斗的范围及地下水位下降幅度不断增大,但降落漏斗的范围基本上不超过采空区范围;煤矿开采对白垩系环河组含水层无影响,至矿区开采期结束,未引起含水层水位下降;对上部孔隙、裂隙潜水含水层也无影响,至矿区开采期结束未引起含水层水位下降。     

云南白牛厂银多金属矿水文地质特征及其水害的预测与防治

云南白牛厂银多金属矿区位于红河与南盘江两大水系分水岭东侧的德厚河水文地质单元的补给区,属红河流域。为确保矿山的安全高效开采,须对矿床的充水通道、充水因素等进行分析。通过对云南白牛厂银多金属矿进行水文地质条件调查,详细分析矿区的水文地质特征,认为矿区充水通道主要为矿区的构造破碎带;矿床充水因素主要为大气降水、地下水、地表水:地下水是矿床充水的主要水源,大气降水与地表水是矿床充水的影响因素;该矿床为顶板和地板直接充水的水文地质条件中等-复杂的岩溶裂隙含水层充水矿床。预测了矿山开采可能会遇到的危险(如雨季发生突水等),提出了防治措施及建议。     

安徽马鞍山高村采场矿坑地下水疏干预测

根据马鞍山高村铁矿露天采场矿区地质及水文地质特征,对矿区的基岩裂隙地下水系统进行概化。结合高村采矿场历史疏干资料和观测孔的地下水动态观测资料,建立了矿区地下水水流模型。然后按照露天采场的开采计划,论证矿坑地下水疏干对策,分别对2个开采规划期进行地下水疏干预测,为安全开采和经济有效地防治地下水提供设计依据。     

论矿床水文地质类型及地下水对采矿影响与防范

矿山开采的过程会受到矿坑涌水问题的影响,在进行开采工作时,需要对矿山的水文地质条件进行详细了解,分析水文地质条件对开采环节可能造成的任何影响。对矿山的充水类型及勘探复杂程度类型划分进行了解析,对在采矿过程中地下水所产生的矿井突水、地面塌陷、破坏水资源等影响形式进行分析,提出疏干排水、注浆堵水、截水等防治措施。为地下水对矿床开采的影响提供科学防治对策,保证开采任务有序进行,不受突发情况导致开采中断。     

采煤对地下含水层的影响研究--以河南焦作矿区为例

大规模煤炭开采导致了地下水环境演化轨迹严重偏离天然状态的演化方向,引发了诸如地下水位下降、降落漏斗形成和扩展、水质恶化等一系列的地下水环境问题,并反作用于矿区的经济发展和居民的生产生活,使矿区陷于生态环境恶化、经济发展迟缓的境地。究其根本原因,就在于大规模煤炭开采造成了矿区含水层结构变异,进而导致了区域含水介质发生非均质性变化,最终影响了地下水循环演化态势。因此,开展含水层变异研究,揭示采煤对区域地下水环境演化的影响,显得尤其重要。以焦作矿区为例,通过野外调查、资料收集等工作,研究了采煤前后含水层环境的变化,阐明了采煤活动对地下含水层的影响。     

东刘家金矿矿区地下水动态与均衡分析

东刘家金矿矿区位于海阳市郭城镇,主要发育3组NE向断裂裂隙,含水岩组主要为第四系冲洪积、坡积孔隙含水岩组,碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组,碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组及基岩风化带裂隙含水岩组。文中在查清水文地质条件的情况下,详细分析了矿区含水层的富水性,地下水补给、径流、排泄及动态特征,矿区地下水开发利用现状。在此基础上,进行了地下水均衡计算,地下水补给来源主要为大气降水入渗和农灌入渗补给,补给方式为地表直接下渗补给、断裂带导水补给以及上覆松散层下渗补给,主要排泄方式为人工开采、矿坑涌水和蒸发,总体上矿区处于地下水均衡状态。研究成果为矿区在今后的开采过程中控制地下水,合理防治与排水,维持区域地下水自然动态等提供了科学的依据。。     

煤矿开采环境影响评价中地下水问题探析

煤矿的开采与地下水资源紧密相连,煤层往往与地下含水层相邻,采煤时会疏干地下水,这不仅影响了地下水资源的数量和质量,而且破坏了水的动态平衡和生态环境,造成一系列不良后果.根据煤炭开采工程的环境影响特点及环境保护的最新发展趋势,概略提出了煤矿区地下水环境影响评价的相关问题、煤矿开采引起的地下水环境问题、以及由煤矿地下水疏干引发的地面沉陷及其植被景观的影响.     

Mechanism of the water invasion of Gaoyang Iron Mine,China and its impacts on the mine groundwater environment

With the development of mining of iron deposits in China, groundwater invasion and the impacts of groundwater drainage, such as regional groundwater table lowering, overlapping cones of depression, subsidence, and water quality deterioration are environmental problems which endanger mining production and human life. Effective prevention of water invasion or timely determination of the mechanism of water bursting and rational design of drainage plans are the most urgent mining challenges. The mechanism of water invasion and the environment impacts on the groundwater system of the Gaoyang Iron Mine, China were dealt with in this paper. A systematical investigation of the hydrogeological conditions and monitoring of groundwater dynamics of the mine were completed. Results show that the limestone of the middle Ordovician System constitutes the under floor of the iron deposit. This limestone is the main source of water invasion into the mine. Groundwater dynamic equilibrium conditions are broken due to mine drainage. Water invasion and drainage have caused a serious impact on the groundwater environment of the area.     

山东省主要矿山排水对地下水系统影响研究

山东省是一个矿业大省、经济大省,是我国重要的能源和黄金生产基地,同时也是水质型缺水省份之一。矿产资源开采过程中,每年都有大量的井下矿坑水向外部环境排放,不但造成了地表水和浅层地下水污染,而且还引发了岩溶塌陷、海水入侵等次生地质灾害。本文重点对山东省煤矿、铁矿、金矿等主要的矿产资源开发引发的地下水系统影响进行了研究,分析了主要开采矿山导致产生地下水疏干漏斗、引起区域地下水位持续下降,降低了地下水的调蓄能力,改变含水层的地球化学环境,地下水水质进一步恶化,致使地下水可利用资源量逐渐减少,该研究为有关政府部门督促矿山企业对矿坑水资源化综合利用及水资源保护、减少矿山开采对地下水环境的影响提供参考。     

基于不同开采方式的煤矿涌水量预测及其环境影响分析

煤矿开采不当会对水资源与水环境造成破坏,尤其在生态环境相对脆弱地区更是如此。针对目前矿井涌水量预测大多以单一工作面或煤矿为评价单元,对沟域内煤矿群同时长期开采的地下水环境影响重视不够。选择头道河则沟域为研究区,以地下水勘查、井田勘探资料为依据,构建了头道河则完整沟域的地下水三维非稳定流数值模型,根据地下水、地表水监测数据和煤矿群开采涌水量的长观资料进行模型的识别与验证,以9#煤矿为典型矿区,分析综采和条带充填2种不同开采方式下矿井涌水量及其对水环境的影响。研究结果表明：(1)综采状态下,矿井涌水量增加0.70×10⁴ m³/d,导致地下水溢出量减少0.20×10⁴ m³/d,引发矿区及区域地下水水位下降0.21～17.92 m;条带充填开采状态下,矿井涌水量增加0.11×10⁴ m³/d,导致地下水溢出量减少0.04×10⁴ m³/d,引发矿区及区域地下水水位下降0.01～0.44 m。(2)煤矿按综采方式开采,...     

安徽泥河铁矿矿坑充水因素研究

安徽泥河铁矿矿区水文地质条件较复杂,矿体埋深大,在综合分析矿区水文地质条件、地表水、地下水相互水力联系的基础上,从岩层性质、地下水赋存及补给条件,确定了影响矿床充水的各因素,结果可知:泥河铁矿矿体埋藏深度大,顶底板围岩为隔水层,次生石英岩含水层为矿坑充水的主要间接补给源,其多位于矿体顶板之上50 m,受矿体上部导水性极弱的闪长玢岩层的限制,补给量微弱,对矿区大部分矿坑充水影响不大。但在矿区东北部和中部地段,受开采时冒落带以及导水裂隙带的影响,对该区域矿坑充水的影响较大。此次研究填补了该矿区深层地下水含水系统研究的空白,为准确预测矿坑涌水量提供理论依据,具有重要的参考价值和现实意义。     

Groundwater recharge of carbonate aquifers of the Silesian-Cracow Triassic (southern Poland) under human impact

A Triassic carbonate unit has been intensively drained by zinc and lead ore mines and numerous borehole fields since the nineteenth century. Its groundwater recharge has increased due to: pumping of water from boreholes, mining activity, and urbanization. An approach to determine the amounts of the recharge at a variety of spatial scales is presented in the paper. Different methods were used to identify and quantify recharge components on a regional and local scale: mathematical modelling was performed for four aquifers included in an aquifer system, an analytical estimation based on the assumption that an average recharge is equal to the average discharge of the hydrogeological system—for six man-made drainage centres, and the method of water level fluctuation (WLF) was applied in one observation borehole. Results of modelling have been supplemented by observation of environmental tracers (δ¹⁸O, δ²H, ³H), noble gases temperatures, and ⁴He_exc in groundwater. The regional aquifer’s current recharge according to estimations performed by means of modelling varies from 39 to 101 mm/year on average. Depending on the aquifer site the average precipitation ranges from 779 to 864 mm/year. In the confined part of the aquifer average recharge ranges from 26 to 61 mm/year. Within outcrops average recharge varies from 96 to 370 mm/year. Current recharge estimated by the analytical method for man-made drainage centres varies from 158 up to 440 mm/year. High values are caused by different recharge sources like precipitation, induced leakage from shallow aquifers, and water losses from streams, water mains and sewer systems. Pumping of water, mining and municipal activities constitute additional factors accounting for the intensified recharge.     

对江苏沛县新庄铁矿区富水性规律的初步认识

江苏沛县新庄铁矿属于典型的矽卡岩类接触交代型铁矿,矿区主要富水含水层为奥陶系灰岩。分析了该矿区地下水补径排条件、矿区含水层特征及断层富水性特征,初步总结了该矿区富水性规律。认为矿坑涌水主要受上覆灰岩控制,其次受构造断层控制; 断层的涌水量受裂隙充填影响变化较大,增加了突水、透水的风险性,将直接威胁矿山的生产安全。总结该矿区富水性规律,可为国内相同类型矿山的前期勘查及后期矿床开采提供参考。