科技动态

元宝山露天煤矿是我国大型露天煤矿,设计年产原煤500万t。煤田位于英金河冲积平原,第四系富水性强,水文地质条件复杂,在国内外实属罕见。地下水的疏干工作能否顺利进行,将直接关系到元宝山露天煤矿的基建施工进度和按期移交投产。而矿区工业(如发电厂)、农田灌溉以及居民用水水源均为第四系地下水,露天煤矿疏干工程的实施,必然影响工农业和民用水水源。因此,建立精确的三维数值模型,预测其疏干效果,严格控制疏干降落漏斗,使露天煤矿疏干对矿区及相邻地段工农业和民用供     

元宝山露天矿基岩含水层疏干方法研究

以大量的水文地质资料和抽水试验以及相邻矿井放水试验实测数据，对元宝山露天煤矿基岩含水层的可疏必及可利用巷道疏干的方法，进行了分析，论证与研究，通过放水试验，初步证明元宝山露天矿基岩含水层采用巷道疏干的方法是可行的。     

元宝山露天煤矿疏干降水管井洗井方法探讨

元宝山露天煤矿系特大型充水矿床,疏干排水量居国内露天矿之首.本文通过四种洗井方法所获结果对比说明,疏干降水管井增加出水量的有效洗井方法为活塞、盐酸联合洗井方法.     

矿区疏干地下水三维流与二维流对比研究

分别从解析解、数值解和电网络三个方面,对三维流和二维流模型求解方法和结果进行了理论分析和对比,讨论了在参数拟合、水量水位预测方面的差别及处理对策。最后给出元宝山露天煤矿疏干排水三维流模型与二维流模型的计算实例及分析,并提出了矿区大降深、大流量疏排地下水属明显的三维流过程,必需用三维流模型进行模拟计算。      

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。     

元宝山露天矿水文地质技术讨论会在平庄召开

去年煤炭部地质局在内蒙平庄召开了元宝山露天矿水文地质技术讨论会。会议邀请了地质部、冶金部、电力部、化工部以及南京大学等单位的水文地质、工程地质方面的专家和煤炭系统有关单位人员共计65人。会议中,辽宁省煤田地质勘探公司104队全面介绍了元宝山露天矿地质、水文地质和工程地质条件以及以往的勘勘成果,东北电力勘测设计院金福录工程师应邀介绍了元宝山电厂水源勘探情况。到会     

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。     

攀枝花龙洞煤矿地下水运移的同位素研究

攀枝花市西区龙洞煤矿经过十余年的生产,不但在地下形成了较大范围的采空区,而且通过影响地下水形成了较大范围的疏干,致使矿区内大部分泉点断流.因而,为确定矿山地下水长期疏干对龙洞泉流域的影响程度,笔者通过比较水库水、大气降水、地下水与渗漏水之间的同位素特征,区分出了地下水的补给来源,并为查明本区的水文地质条件及确定矿坑地下水疏干的影响范围提供科学依据.     

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。     

对基于残差GM（1,1）模型的煤矿矿井涌水量的预测

为制定疏干措施,防止矿井突水淹井事故的发生,煤矿必须对矿井涌水量进行较为准确的预测,但矿井涌水量受大气降水、地表水、水文地质条件、开采情况等多种因素的影响,往往呈现出较大随机性和波动性。用灰色理论残差GM（1,1）模型对原始数据进行处理,可有效弱化其随机性,规避各种复杂因素的影响,该模型机动灵活,预测结果精度高,为矿井设计的最优化选择提供了科学依据。     

Data-driven modeling for groundwater exploration in fractured crystalline terrain, northeast Brazil

It is not possible, using numerical methods, to model groundwater flow and transport in the fractured crystalline rock of northeastern Brazil. As an alternative, the usefulness of self-organizing map (SOM), k-means clustering, and Davies-Bouldin techniques to conceptualize the hydrogeology was evaluated. Also estimated was the well yield and groundwater quality across the Juá region. This process relies on relations in the underlying multivariate density function associated with a sparse local set of hydrogeologic (electrical conductivity, geology, temperature, and well yield) and a complete regional set of airborne geophysical (electromagnetic, magnetic, and radiometric) and satellite spectrometric measurements. Resampling of the regional well yield and electrical conductivity estimates provides sufficient resolution to construct variograms for stochastic modeling of the hydrogeologic variables. The combination of these stochastic maps provides a way to identify potential drilling targets for future groundwater development. The data-driven estimation approach, when applied to available airborne electromagnetic and water-well hydrogeologic measurements, provides a low-cost alternative to numerical groundwater flow modeling. In addition to fractured rock environments, the alternative modeling framework can provide spatial parameter estimates and associated variograms for constraints to improve the traditional calibration of equivalent groundwater-porous-media models.     

水文地质参数反演的Hooke-Jeeves粒子群混合算法

水文地质参数寻优结果的好坏会直接影响到地下水数值模拟的精度,而参数寻优结果很大程度上取决于寻优方法的选择。粒子群算法是一种基于群智能的随机全局寻优方法,算法的缺陷是后期搜索效率低劣。基于随机寻优算法的混合策略,引入有效的约束处理手段和粒子群算法惯性因子的动态非线性调整技术,有机融合粒子群算法与Hooke-Jeeves方法,提出一种适用于水文地质参数反演的HJPSO混合算法。应用研究表明,HJPSO混合算法在参数反演计算中求解精度高、收敛速度快、寻优性能强,是一种值得推广的水文地质参数识别方法。     

VISUAL MODFLOW建模应用的探讨--水文地质与水资源评价标准化数值模拟软件交流

VISUAL MODFLOW是国际机构和同行认可的地下水三维水流和溶质模拟评价的可视化专业软件，具有可视化、标准化及自动求参等特点，在世界范围内已广泛应用丁地下水勘察与水资源评价中．根据软件使用的多年体会和认识，笔者对使用该软件建模计算的步骤和水文地质条件进行了总结，并对模型的主要计算成果图表进行了解释，最后指出了软件尚存的缺陷，有助于广大水文地质工作者对该软件的了解和正确使用．     

Controls on groundwater flow in the Bengal Basin of India and Bangladesh: regional modeling analysis

Groundwater for domestic and irrigation purposes is produced primarily from shallow parts of the Bengal Basin aquifer system (India and Bangladesh), which contains high concentrations of dissolved arsenic (exceeding worldwide drinking water standards), though deeper groundwater is generally low in arsenic. An essential first step for determining sustainable management of the deep groundwater resource is identification of hydrogeologic controls on flow and quantification of basin-scale groundwater flow patterns. Results from groundwater modeling, in which the Bengal Basin aquifer system is represented as a single aquifer with higher horizontal than vertical hydraulic conductivity, indicate that this anisotropy is the primary hydrogeologic control on the natural flowpath lengths. Despite extremely low hydraulic gradients due to minimal topographic relief, anisotropy implies large-scale (tens to hundreds of kilometers) flow at depth. Other hydrogeologic factors, including lateral and vertical changes in hydraulic conductivity, have minor effects on overall flow patterns. However, because natural hydraulic gradients are low, the impact of pumping on groundwater flow is overwhelming; modeling indicates that pumping has substantially changed the shallow groundwater budget and flowpaths from predevelopment conditions.     

水文地质数据数理统计程序设计与实现

应用数理统计方法可提取大量随机水文地质数据的重要特征。本文设计的程序实现了对大量随机数据的统计计算、确定元素含量背景值及概率分布型式的检验等水文地质工作中常用统计方法。     

基于区域分解法的水文地质参数寻优研究

在建立地下水流模型的过程中，水文地质参数寻优一直是较为复杂的步骤之一，具体难点包括寻优方法的取用，为保持总体平衡所引起的参数峰值异常以及总体寻优需要大量的计算机时等问题。本文运用区域分解法（Domain Decomposition method，DDM）的基本思想，将整个区域的参数寻优问题分解为各参数分区内的子域问题求解，通过寻找整个区域上的Nash均衡最终获得各子域上的最优参数。实验算例及其结果证明应用该方法实现水文地质参数自动寻优，不但具有高度的可靠性，同时优化问题的规模减小。此举不但减少了求解过程所需要的CPU时间，而且提高了参数拟合度。     

鄂尔多斯北部盆地古流体动力场的演化特征

以鄂尔多斯北部盆地为例,针对古流体动力场的演化问题,应用三维数值模拟技术,恢复了上古生界不同时期地层厚度和地质、水文地质条件;推导了考虑多个要素的地下流体三维数学模型,并依据不同时期古流体动力场特征,初步分析了上古生界油气的运移聚集规律。结果表明,在鄂尔多斯北部盆地,运用三维数值模拟方法能够比较完善地描述古流体动力场的特征和比较准确地指明油气运移和聚集区带,为天然气勘探靶区的确定提供比较可靠的依据。      

基于FEFLOW的采区放水实验数值模拟与模型评估

采区安全开采受底板徐灰水,奥灰水威胁,确定含水层的富水性和准确的水文地质参数对于评价采区安全开采,评价徐灰水疏水降压可行性,正确预计工作面涌水量均具有重要的意义。基于有限元剖分方法的FEFLOW软件能对地下水流向进行模拟．其内置的PEST能有效地对模型的参数最优化,达到精确求参,从而增加模型的可行性和与实地水文地质条件的拟合度。     

The availability of hydrogeologic data associated with areas identified by the US Geological Survey as experiencing potentially induced seismicity resulting from subsurface injection

A critical need exists for site-specific hydrogeologic data in order to determine potential hazards of induced seismicity and to manage risk. By 2015, the United States Geological Survey (USGS) had identified 17 locations in the USA that are experiencing an increase in seismicity, which may be potentially induced through industrial subsurface injection. These locations span across seven states, which vary in geological setting, industrial exposure and seismic history. Comparing the research across the 17 locations revealed patterns for addressing induced seismicity concerns, despite the differences between geographical locations. Most induced seismicity studies evaluate geologic structure and seismic data from areas experiencing changes in seismic activity levels, but the inherent triggering mechanism is the transmission of hydraulic pressure pulses. This research conducted a systematic review of whether data are available in these locations to generate accurate hydrogeologic predictions, which could aid in managing seismicity. After analyzing peer-reviewed research within the 17 locations, this research confirms a lack of site-specific hydrogeologic data availability for at-risk areas. Commonly, formation geology data are available for these sites, but hydraulic parameters for the seismically active injection and basement zones are not available to researchers conducting peer-reviewed research. Obtaining hydrogeologic data would lead to better risk management for injection areas and provide additional scientific evidential support for determining a potentially induced seismic area.