用水化学及环境同位素方法测定井下突水水源

以京西杨坨煤矿的试验为例,概述了应用环境同位素和其它水化学成分研究矿井突水来源的成果。为矿井防治水提供了可靠依据。      

西部侏罗系矿区充水含水层水文地球化学特征及矿井水来源综合识别

本文以水文地球化学理论为指导,基于研究区水文地质条件及矿山水害研究基础,构建了不同充水含水层水化学和氢、氧同位素基础特征值,结合不同煤层埋深煤矿含隔水层组合特征和导水裂隙带发育高度,综合识别了浅埋、中深埋和深埋多个煤矿的矿井水来源。研究结果显示,受水岩作用和水动力条件等因素影响,煤层上覆不同充水含水层地下水水化学类型和氢、氧同位素值差异明显;随着煤层埋深的增大,矿井水的矿化度呈显著增加趋势,氢、氧同位素整体呈减小趋势;在此基础上,综合采用水化学和环境同位素的方法对研究区不同煤层埋深煤矿的矿井涌水进行识别,认为浅埋煤矿矿井水为第四系松散含水层地下水和侏罗系砂岩含水层地下水的混合水,深埋和中深埋煤矿矿井水主要为侏罗系砂岩含水层地下水。     

水环境同位素测试分析对判别矿井水文地质条件的意义

水环境同位素的测试对分析水文地质条件,判断地下水的补给来源有着重要的意义。东北某煤矿自投产以来多次发生涌、突水事故,威胁生产安全。采取了河水、泉水、湖水、钻孔各目的层地下水及矿井涌水共26个水样,通过系统分析各水样点的氚、氘、氧18组成及含量变化特征,间接分析矿井水的补给来源。分析研究证实矿区地下水来源于大气降水,矿井涌、突水来源为浅部河水,为指导煤矿采取防水治水措施、维护矿井安全指明了方向。     

呼吉尔特矿区石拉乌素煤矿矿井涌水水源判别及定量分析

针对石拉乌素煤矿主要充水含水层以及井下涌水中各含水层充水的贡献度不清等问题,采用水质全分析、同位素及有机物检测,查明了顶板巨厚复合含水层地下水以及井下涌水中主要离子、矿化度、氢氧同位素、有机物含量特征。研究结果表明：志丹群含水层地下水矿化度平均为237.05mg/L,水化学类型为HCO₃-Ca·Na型;直罗组含水层地下水矿化度平均为1 371.09mg/L,水化学类型为SO₄-Na及SO₄·HCO₃-Na型;矿井水矿化度平均为1 507.08mg/L,水化学类型为SO₄·HCO₃-Na型;志丹群含水层地下水、直罗组含水层地下水δD与δ¹⁸O基本落在当地大气降水线上或其附近,矿井水δD与δ¹⁸O基本落在志丹群含水层水和直罗组含水层水之间;白垩系志丹群含水层地下水、直罗组含水层地下水与矿井水的三维荧光光谱相似;同位素分析结果显示井田南翼矿井涌水中志丹群含水层水占31.18%,直罗组含水层水占68.82%,井田北翼矿井...     

用环境同位素方法研究范各庄煤矿地下水

用环境同位素方法,作者在开滦范各庄地下水调查研究中,确定了主要含水层地下水同位素的背景值;分析和确定了不同含水层之间的水力联系及矿井水中涌水的可能补给来源;计算了矿井二水平主要出水点之混合水比例及不同含水层中地下水平均储留时间。     

宁夏红柳煤矿水文地质特征及首采工作面涌水分析

红柳煤矿属宁夏东部大型国有煤矿,投产仅半年,矿井首采工作面就发生较大规模的涌水4次,最大涌水量达3000m3／h,造成了较大的经济损失。在分析矿区水文地质条件和涌水特征的基础上,对矿井水文地质条件进行了评价,总结了工作面涌水特征。研究发现,直罗组砂岩裂隙孔隙承压含水层地下水是井下突水的主要水源．顶板导水裂隙带是矿井的主要充水通道;工作面突水呈现周期性特征,并与老顶周期性垮塌步距基本一致;涌出水总量与工作面推进距离及开采面积呈正相关;随着工作面开采面积的增大,工作面稳定涌水量也随之增大;顶板的岩性及其组合特征为离层储水空间的形成提供了条件;离层水的形成是矿井涌水量较大的主要原因。研究成果对该矿乃至宁东地区煤矿安全生产和矿井防治水措施的确定具有一定的指导作用。     

基于水力层析法的某煤矿承压含水层叠加放水试验分析

水文地质参数是衡量含水层富水性的重要指标,其空间分布特征的准确推算,对于矿井突水灾害预报与防治具有积极意义。传统放水试验分析方法得到的是等效水文地质参数,不能准确刻画含水层的空间异质性。基于随时间变化的水头数据与水文地质参数的互相关分析,将水力层析法应用在陕西榆林柠条塔煤矿井下承压含水层叠加放水试验数据分析中,获得了研究区水文地质参数的空间分布特征。结果表明,工作面南北富水性差异大,涌水区位于强导水带上;从涌水区往北,导水系数和储水系数整体上逐渐减小;南部导水系数和储水系数均较大,属于富水异常区。研究表明,水力层析法是一种有效的非均质含水层参数识别的新技术,将井下放水视为针对含水层的刺激源,结合水头与水文地质参数的互相关分析,联合多个观测孔的水头响应数据,反演刻画研究区域的主要地质结构特征。在矿井水文地质条件分析中,预先采用水力层析法识别富水异常区域,可以有效降低突水事故风险。     

浅埋煤层开采的矿井水来源判别

以陕北侏罗纪煤田凉水井煤矿为例,研究了浅埋煤层开采涌水量规律,根据煤矿井下水样的氢氧同位素构成,计算了矿井水的来源。该区矿井水接受风化基岩裂隙承压水和萨拉乌苏组潜水的补给,矿井水δD为-70‰,裂隙水δD为-80‰,萨拉乌苏组潜水δD为-67.46‰,由此可以计算出矿井水的补给来源主要是萨拉乌苏组地下水,萨拉乌苏组潜水补给占79.74%,基岩裂隙水补给占20.26%,据此提出该区保水采煤重点是保护萨拉乌苏组地下水含水结构的稳定性。     

黑塘煤矿矿井充水因素分析

在充分收集黑塘煤矿地质勘查资料的基础上,对资料进行整理归纳与分析研究,对煤矿含水层结构及开采状况下矿井充水因素进行分析。认为煤矿的主要含水层为永宁镇组、关岭组、飞仙关组第二段、第四段、茅口组等,而矿井的顶板直接充水水源主要为龙潭组地层的裂隙水、老窑水、长兴组裂隙水和滑坡水及岩溶水为间接充水水源,大气降雨是本区地表水、地下水主要补给来源。在煤矿老窑、断裂分布地带井下可能产生突水,指出了煤矿可能突水的地带。在矿井生产中应采取相应防突水措施,保证煤矿生产安全。     

古汉山井田地下水同位素组成特征研究

根据古汉山井田地下水中~3H、D、~(18)O和~(13)C等资料,建立了该井田鉴别主要含水层地下水的同位素标志,并对冲积层水、奥陶纪石灰岩水和煤系薄层石灰岩水之间的关系,以及矿井充水条件,做出了判断,为今后矿井基建、采矿中判别突水来源,提供了依据。     

同位素与水文地球化学方法在矿井突水水源判别中的应用

通过对抚顺老虎台矿区各类水体的同位素及水化学特征研究,阐述了地表水与矿井各开采水平及73003#突水点的同位素和水化学特征及其相互关系,论证了矿井上覆白垩系砾岩含水层与73003#突水点的联系。研究表明：73003#突水点的同位素及水化学特征与地表水及其他开采水平差异较大,而与白垩系砾岩水的同位素及水化学特征相似。根据同位素、水化学特征及混合计算发现,突水点的水是白垩系地下水与第四系地下水的混合,且白垩系砾岩水占67%,占主导作用;矿井突水通道为活化的F1断层。     

《煤矿水文物探技术与应用》

<正>——我国95%的煤矿是地下开采,水害是煤矿的五大自然灾害之一。我国是世界上矿井水文地质条件最为复杂的国家,许多矿井面临底板突水或顶板涌水的威胁,近年来,造成重大人员伤亡和财产损失的矿井突水事件频繁发生。同     

国道213线五指山隧址区水文地球化学特征研究

运用水文地球化学方法对国道213线五指山隧道进行研究。涌水起源和地下水循环特征等方面的研究。结果表明:国道213线五指山隧道涌水属于深循环地下水,进口段隧道涌水主要来自于砂页岩含水层,而隧道出口段涌水化学组成则受控于石膏矿物的溶解;硫、氧同位素组成分析证实五指山隧道主要涌水带均与浅表地下水的直接下渗有关。此研究成果为隧道涌突水的预防和治理提供了理论依据。     

榆阳煤矿矿井涌水来源及对红石峡水源地的影响

根据监测资料,分析了榆阳煤矿矿井水的来源、矿井水与煤层顶板各含水层地下水的化学成分特征、矿井涌水通道特征、不同含水层地下水对矿井水的“贡献”率,研究了红石峡水源地补给来源,探讨了榆阳煤矿开采对红石峡水源地的影响,提出了榆阳煤矿开采对红石峡水源地影响不大的结论,但由于红石峡水源地范围内煤矿较多,众多煤矿大范围、高强度开采将直接影响红石峡水源地补给来源。     

冀鲁豫石炭二迭纪煤田的煤层底板突水机理及预测方法

冀鲁豫石炭二迭纪煤田在开发过程中地下水害问题十分突出。煤层底板含水层,特别是中奥陶世石灰岩含水层的突然涌水,往往造成矿井淹没,迫使矿井进行大量排水。因此,研究底板突水条件,预测突水点部位,以便采取预防地下水突入矿井的技术措施,是贯彻以防为主,综合治理地下水害原则的技术途经之一。对于这一问题,如开滦、峰峰、邯郸、焦作、淄博等矿,都进行过一些突水资料的分析和研究,有的矿还进行过少量的科学实验。但是,直到目前为止,对底板突水条件的分析,大多停留在定性阶段。同时,对突水机理的研究尚待进一步深入,需要进行大量的试验研究工作。本文根据冀、鲁、豫三省煤矿的大量底板突水资料,结合矿井防治水的经验,提出一个初步意见,供生产单位参考;同时,希望进一步引起对这项工作的重视,推动这项工作的开展。      

钻探技术在煤矿水害防治工作中的应用

钻探作为煤矿水害防治工作一种重要的技术手段,得到了广泛的应用。煤矿大口径排水井钻进技术、底板多分支水平井地面定向钻进及注浆加固改造技术、井下定向探（疏）放水钻进技术、注浆封堵突水通道钻探技术和矿井突水灾害快速钻进救援技术等煤矿防治水钻探技术,在煤矿水害防治工作中得到了广泛应用,取得了良好效果。加强防治水钻探配套设备的研发和相关钻探工艺技术研究,将有力促进煤矿水害防治工作的发展。     

基于Bayes算法的煤矿井下突水水源判识系统的设计与实现

矿井突水是严重影响煤矿安全生产的矿井灾害,快速准确地判识矿井突水水源是矿井突水灾害防治的重要基础。基于Bayes算法设计开发的煤矿井下突水水源判识系统,具有通用性强、操作简单、判识效率高的优点。系统可借助标准水样数据进行自主训练学习,根据标准水样中因子的判别能力自动对因子进行选入或剔除。通过在安徽省祁东煤矿的实际应用,系统判识正确率达91%以上,判识结果与实际水文情况符合良好,证明了基于Bayes算法设计实现的判识系统可为煤矿井下突水水源的快速准确判识提供有力的工具。     

煤矿突水危险区疏干涌水及其对地下水流场的影响分析

以鄂尔多斯盆地西南部某井田为研究对象,在煤矿突水危险性分析的基础上,构建煤层开采冒裂带波及上覆强含水层的矿井涌突水预测的地下水三维流数值模拟模型。预测结果表明,煤层开采形成的导水裂隙带是否导通强含水层以及导水裂隙带的渗透性能强弱,对矿井涌突水量以及地下水渗流场影响的差异较大;当导水裂隙带渗透系数小于0.001 m/d,基本为原地层的正常渗透水量;当导水裂隙带的渗透系数大于0.01 m/d,反映原地层遭受较大破坏,矿坑初期涌水为突水量,后期涌水接近稳定涌水量,涌突水对强含水层地下水降深以及流场都影响很大。     

“5.12”大地震对唐家河煤矿矿井涌水影响的分析研究

汶川＂5.12＂大地震造成广旺集团公司唐家河煤矿井下涌水急剧上升;震后国家电网、广旺集团公司内部电网停电,地面与外界通讯中断。为向抗震救灾指挥办公室提供及时可靠的矿井水文资料,确保了矿井安全生产,曾对矿井井下涌水水量变化进行了观测。对观测资料的分析研究,找出了大地震与矿井涌水量猛增的关系,对矿井充水条件及涌水的主要因素有了更清楚的认识。     

华北型煤田矿坑突水因素的信息分析

矿坑突水以其突发性的特点易于酿成事故,危及矿工生命和矿井安全,因此在查清煤矿床充水条件的基础上,进行矿坑交水预报特别重要。这就首先需要解决突水因素（子）的组合优化问题,以往多是从定性分析的角度进行决策分析,影响矿坑交水预测的精度,并且因人而异,操作起来特别困难。本文运用信息分析的原理和方法,借助信息分析手段,使各类交水因素对突水岩体的作用大小通过信息量这一信息单位来度量,为突水因素分析提供了一种定量分析的手段,从而解决了各类突水因素的优化和配置问题。