大同煤田寒武-奥陶系岩溶水系统东北区特征分析

大同煤田东北区寒武-奥陶系岩溶水以承压状态赋存于煤层底板之下,是当地重要供水水源,为确保煤田安全开采同时保护地下水资源,需对大同煤田东北区岩溶水系统特征进行分析。文章利用钻探、测井手段及水化学、水位监测数据、矿井开采资料及实地调查对研究区内岩溶水系统特征进行分析,认为研究区寒武-奥陶系岩溶顶板标高变化特征与煤向斜发育特征一致,岩溶含水层厚度发育极不均匀;研究区大部分地区为弱径流区,水化学类型以HCO3·Cl-Na型为主;地下水水源补给为西部上覆含水层越流补给和东部露头区入渗补给;研究区水位逐年下降,且呈逐年增大下降趋势,这是由于区内人工排泄点增多、人工抽采量大导致;研究区岩溶水峰值水位滞后雨季一到两个月。依据本结论对研究区煤田安全开采及岩溶水合理取用有指导意义。      

潘北煤矿A组煤底板灰岩水文地质条件研究

太原组灰岩岩溶水是A组煤安全开采的主要威胁,为保证矿井安全开采以及科学合理的治理水患,潘北煤矿对地面灰岩水文观测孔进行大量补充勘探,探明了潘北矿A组煤底板灰岩岩性、岩溶发育特征及其富水性,明确了C3Ⅰ组灰岩水是A组煤开采直接充水水源,通过对地面灰岩孔的水位及水压动态观测,并布置井下灰岩水疏放孔,为制定防治水方案及A组煤安全开采提供依据。     

防止矿井排水引起地面塌陷的新技术

作者在山东省金岭铁矿田和湖南省辰溪煤田考查了巨厚灰岩中出现的人工双层水位现象及其经济技术效益,深入研究了这种奇异现象形成的机制。 在覆盖岩溶地区,当灰岩含水层的厚度大到足够裂隙渗透张量随埋深的变化能够由竖立的椭球倒转成平卧椭球,而且灰岩含水层在深度S以下处在水文地质开启程度相对封闭的环境中,矿井最好采用分中段逐段疏干或首先从深部疏干的方案排水,就可以利用人工形成的双层水位防止地面岩溶塌陷,以及地表水顺塌陷倒灌矿井;还能同时缓解矿井排水与矿山供水之间的矛盾。      

霍州矿区岩溶水对下组煤开采的威胁及构造控水研究

霍州矿区下组煤炭资源储量占总储量的53％以上，但由于下组煤层底板标高普遍低于其下部奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层水位。加之矿区内构造发育，水文地质条件复杂，对下组煤的开采构成了威胁。通过对霍州矿区水文地质条件的分析与研究认为。各井田下组煤开采受岩溶水威胁的程度不尽相同。为保障矿井安全生产，要有针对性实施各井田下煤组的开采方法及防突水措施。     

峰峰煤矿区岩溶地下水流场演化规律

运用大量详实的数据资料,揭示了峰峰矿区近30年岩溶地下水流场的演变规律。反映了煤炭开采排水对地下水流场的影响特征,认为长期的矿井排水与地下水过量开采,是地下水流场发生改变和水位下降的主要因素,建议随着煤层开采水平的不断延深,加大力度解决好各方面存在的问题,建立排水、供水、生态环保三位一体优化结合的模式。     

霍州矿区李雅庄煤矿突水机理分析与水害防治

李雅庄煤矿是霍州矿区北端的一个井田,目前主要开采2#煤层。基于矿井水文地质条件及开采以来的突水资料分析,认为矿井主要水害为上马家沟组、峰峰组与太原组岩溶裂隙承压含水层,其突水方式是承压水通过导水断层或陷落柱涌人工作面;矿井以F2断层为界,分为东西两部分,西部水位较高,为补给区;东部水位较低,其内的马家沟组、峰峰组与太原组灰岩水基本属于相对独立单元,但三者间存在局部有限导水的特征。据此提出了矿井今后的防治水工作应以查明导水通道（断层、陷落柱）,并对其进行注浆加固与封堵为主。     

唐山北郊水源地地下水多年动态变化分析

唐山北郊地区有唐山自来水公司荆各庄水源地及北郊水源地,是唐山北部重要的生产及生活用水的供水水源地,水源地现状主要开采层为第四系浅层水及奥陶系岩溶水,通过连续多年对北郊水源地地下水动态统计分析,1972-2008年以前水位基本上呈多年呈下降态势,2008年以后水位呈逐步回升,目前岩溶水开采尚未对上覆第四系孔隙水、周围的农业用水的构成较大影响。     

重庆地区茅口灰岩的岩溶类型与发育特征

重庆地区茅口灰岩按埋藏条件和岩溶发育特征,可分为裸露型现代岩溶、隐伏型岩溶晶洞与东吴运动古岩溶三类。通过对各类岩溶发育特征及矿井的充水充气影响进行研讨,目的在于指导煤矿深部的开采和天然气钻探。     

大兴迭隆起隐伏岩溶水资源评价及开采方案预测

大兴迭隆起地区隐伏岩溶地下水是北京市的重要水源,为保障水源地能持续为大兴、通州地区提供优质的城镇生活用水,需对研究区岩溶地下水进行水资源评价和开采规划预测分析。利用数值模拟法,应用GMS模拟软件对研究区岩溶水系统进行地下水流数值模拟及水位变化预测。建立的岩溶水系统模型分为5层,模拟验证期为12年9个月。由模型评价的岩溶水系统补给资源量为14 425.74×10^4m3/a,可开采资源量为14 310.52×10^4m3/a,其中岩溶含水层可开采量为2 309.36×10^4m3/a。在模型识别验证后,分4种开采方案对水源地进行开采预测,通过对典型观测孔水位过程线拟合和研究区水均衡分析可知,按2020年之前维持现状开采,2020年后停采念坛水源地,2025年后全区按可开采量进行开采的开采方案最为合理,可分批逐次实现水源地的采补平衡。     

杭州市环西湖覆盖型岩溶地面塌陷成因及预防

覆盖型岩溶地面塌陷是西湖风景区潜在的工程地质问题之一。本文根据杭州市环西湖覆盖型岩溶地区多年水位观测资料和岩溶水开采强度资料,从时间上把岩溶水开采历史概化为3个阶段。不同开采阶段地下水位动态变化特征不同,因此岩溶地面塌陷表现为不同的塌陷形式,具有不同的成因机制。分析表明：研究区岩溶地面塌陷机制经历了扰动一压密、渗透一潜蚀、真空吸蚀3个演变阶段。本文根据研究区岩溶地面塌陷成因类型和现阶段岩溶水开采情况,提出岩溶地面塌陷预防措施。     

临沂市城区岩溶塌陷危险性控制

通过分析临沂市城区岩溶塌陷与地下水活动的关系,确定了岩溶塌陷的主控因子为地下水水位。借助已建立的地下水流模型,提出控制岩溶塌陷的方法,即使岩溶水水位不低于控制水位。以此为目标在研究区选定若干具有代表性的水位控制点,并设计了三种地下水规划开采方案,将其带入地下水流模型演算,最终获得合理的地下水开采方案,即未来城区岩溶水开采量与现状开采相比减少了11.65×104m3/d,减少的水量由临沂市岸堤水库地表水工程解决。该方案实施后可在一定程度上控制岩溶塌陷发生的危险。     

贾汪矿区太原群灰岩岩溶发育规律及其应用

本矿区开采太原群煤系,其中所夹的薄层灰岩岩溶发育,含水丰富,矿井常发生突水甚至淹没事故。为了达到安全、经济、合理的开采目的,十多年来我们认真开展矿井水文地质工作,通过坚持不断的调查与观测,初步掌握了岩溶发育规律,从而能较全面地分析矿井水文地质条件,正确地预测矿井涌水量,并利用这些规律制订有效的防治水措施,指导新区勘探,对开采布局提出建议。      

华北东部深部岩溶及煤矿岩溶水害特征

针对我国华北东部煤矿井开采深度迅速增加,矿井岩溶水害日益加重的客观问题,文章分析讨论了深矿井开采的基本概念,通过统计分析,得出中国东部主要煤矿井目前开采深度达到600 m左右且以12 m/a左右的速度向深部延伸的变化趋势。从华北东部地区沉积古地理环境与地壳运动演化史方面分析了该地区厚层奥陶纪灰岩的形成及其后期岩溶发育过程。通过对研究区几个重点矿区揭露的奥陶系灰岩岩溶发育特征在穿层和顺层方向上随深度变化规律的分析,揭示出华北东部主要煤矿区奥陶系灰岩岩溶发育特征在垂向上具有弱-强-弱和顺层方向上随埋深具有由强到弱的变化规律。提出了华北东部煤矿深部开采将面临的岩溶水害问题及其防治水技术思路。      

基于遗传算法的BP神经网络计算岩溶水安全开采量

随着淮北市相山区岩溶水开采量不断增大,区内岩溶水水位降落漏斗范围不断增大,为保障岩溶水的安全开采与地质环境安全,进行本区岩溶水安全开采量计算十分必要。目前神经网络模型已被广泛应用于岩溶水水位动态计算,但由于网络全局寻优能力不理想,网络训练容易陷入局部极小值,导致网络泛化能力不理想。针对人工神经网络的不足,利用遗传算法(GA)对较为常用的BP神经网络权值、阈值进行优化,将此方法应用于相山区岩溶水水位动态的预测,并以该区岩溶水临界开采水位为控制条件,经模型计算得到相山区岩溶水多年平均安全开采量为3 001.7×10~4m~3。计算结果表明:与BP神经网络相比,GA-BP神经网络具有更高的预测精度,遗传算法可以有效提高BP网络的泛化能力。     

临汾市岩溶大泉保护研究

岩溶水是临汾市工农业与城市的主要供水水源,对临汾市经济社会的发展起着举足轻重的作用。近年来,由于人类活动和大规模开发岩溶水,使得岩溶泉域水环境发生了很大变化,岩溶泉水流量趋势性衰减、区域岩溶水位持续下降、水质遭受污染等岩溶水文地质环境问题日趋严重,给当地工农业生产和人民生活带来了巨大影响,对当地生态环境造成了严重的破坏。本文通过科学划分岩溶泉保护区,合理开采岩溶水,避免水质受到污染、为保障居民饮水安全及身体健康提供技术支持。     

北京市西山地区地下水数值模拟及预测

北京西山地区地下水资源丰富,水质优良,是北京市重要的地下水供水水源地之一。长期过量开采地下水已经引起了区域地下水水位下降等环境问题。南水北调客水进京后,将会改变区域用水结构,逐步实现对含水层系统的涵养目的。采用有限差分方法进行区域含水层系统数值模拟,分析不同开采条件下含水层系统响应特征。取得如下认识:西山地区地下水开采总量达到3.546 2×108m3/a,为达到可持续开采目的,需要将开采量压至2.798 8×108m3/a,实现采补平衡;维持现状开采至2030年,岩溶水水位下降22m,第四系承压水水位下降约28m,部分地区第四系潜水含水层出现疏干现象;南水北调进京后,按照规划压采方案实施,2030年末岩溶水水位平均恢复约5m,第四系承压水水位下降约6m。区域岩溶含水层恢复贮水0.185 4×108m3,第四系含水层系统贮水损失2.782 8×108m3。     

淮南煤田新集一矿1煤组水文地质条件分析

在分析矿区及邻矿水文地质资料的基础上,结合所施工的8个水文地质钻孔的单孔抽水和群孔抽水试验,对矿区含(隔)水层的水文地质条件以及井田边界的进行了研究,认为当矿井开采1煤组时,顶板砂岩水和底板岩溶水为其直接充水含水层,砂岩水以静储量为主,它不会对矿井开采1煤组造成大的危害;底板奥灰岩溶水与太灰水之间联系较紧密,前者补给后者,是矿井突水是防治水研究的重点。得出了本矿1煤组的水文地质条件是岩溶裂隙水以底板突水的形式向矿床充水为主,水文地质复杂程度为中等类型的结论,从而为矿井水害的防治与矿井设计提供了依据。     

合山煤田矿井水害防治措施探讨

合山煤田是典型的岩溶充水矿床．矿井开采水害严重。煤层的直接顶、底板为碳酸盐岩类,岩溶极为发育,为矿井的直接充水含水层;煤层底部的茅口组为强岩溶含水层,与煤系地层的联系密切,为间接充水含水层;位于煤田两侧的红河水是矿井充水最主要的补给水源。断裂、节理和破碎带等通道是矿井充水的主要通道。通过分析井下突水点的发育特征,认为强岩溶导水带是矿井突水的关键部位,防治矿井水害的重点是切断岩溶导水带,对强导水带进行封堵,防止红水河的侧向补给,对四煤底板灰岩进行加固。总结出地面防治的主要方法为帷幕式、截堵式、堵水点式和地面铺盖式。对井下防治水,提出了有疑必探,先探后掘,设置防水闸门、防水墙,实行分层、分区开采,加强井下排水等防治措施。     

郑州金牛建业煤矿水文地质特征及水害综合防治

郑州金牛建业煤矿突水事故频繁,虽然历次突水的水量不大,但对矿井的正常生产造成较大影响.在详细分析矿井水文地质条件和充水因素的基础上,认为煤矿在开采二1煤时,矿井涌水水源主要包括顶板砂岩水、底板岩溶水和老空水;底板岩溶水的水压高,富水性较强且岩溶发育不均一,在构造裂隙及采动裂隙等的影响下,对矿井的安全威胁较大;对于顶板水,可立足于“排”,而底板岩溶水的防治应主要采用疏水降压和底板注浆加固结合的防治措施.     

山东泰安岩溶水系统地下水化学环境演化

随着地表环境质量的降低以及岩溶地下水的过量开采 ,泰安市岩溶水化学环境在总体上呈现出显著退化的演化规律。自 6 0年代初以来 ,泰安市城区及旧县岩溶水的常规组分、NO-3 浓度、硬度及TDS的浓度呈现不断升高的变化趋势 ,并检出有Cr6+ 、CN-、酚等人为环境物质。水位降落漏斗区与非漏斗区、岩溶塌陷区与非岩溶塌陷区的岩溶水化学组分浓度的对比结果表明 :由于岩溶水的超量开采引起地下水动力场的改变和岩溶塌陷是控制和影响岩溶水化学环境演化的主要因素。人类活动在时间及空间尺度上与岩溶水化学环境的快速退化亦有密切的关系。