生产坑道排水资料在矿坑涌水量预测中的应用——以砖庙硼矿区花园沟矿段为例

根据矿区具备多处位置、水平不同的生产坑道和含水层富水性弱等实际情况。利用生产坑道的排水资料,选择比拟法、曲线方程法,对砖庙硼矿区花园沟矿段进行了矿坑涌水量预测,取得了较好的效果。通过矿段的开采实际验证、对相邻类似矿段生产坑道的回访调查认为:对于含水层富水性弱,具备生产坑道的老矿区,充分利用生产坑道排水资料,选择切合实际的计算方法,建立非确定性统计模型,预测矿坑涌水量,方法正确,结果准确,在矿坑涌水量预测中具有实际应用价值。     

宁夏红石湾煤矿涌水量评价

在分析红石湾煤矿区地质及水文地质条件的基础上,对矿井的充水因素进行了论述,认为区内的古近系孔隙水含水层分布广,厚度大,富水性较强,但由于其距首采区的主采煤层(三煤)较远,导水裂隙带的最大破坏高度尚未达到该含水层,且其间有近20m厚的隔水层,所以该含水层对煤矿开采影响较小;影响区内煤矿涌水量的主要含水层为二叠系石盒子组砂岩含水层和山西—太原组砂岩含水层。采用富水系数比拟法、狭长水平巷道水动力学法、大井法对煤矿涌水量进行了计算,通过对各种计算方法适应性的评述及计算结果的对比,最后选用狭长水平巷道水动力学计算结果作为矿井正常涌水量,大井法计算结果作为矿井的最大涌水量。     

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。     

河流附近非水平初始面潜水渗流分析

考虑初始面非水平条件,建立河流边界控制下的半无限含水层渗流模型,提出非水平初始面及其相关参数（a、t_N）的简易计算方法,并探讨模型的适用条件。分析表明,该法适用于观测数据较少、地下水水位变幅相对于潜水含水层厚度较小、且观测孔距河岸较近条件下河流附近潜水含水层渗流计算。结合实例,采用查表法和配线法求解模型。计算结果表明:参数a和t_N的计算值不同,水位计算误差在0.02 m以内,较原公式精度有明显提高。新模型为初始面非水平条件下的潜水渗流计算提供一种简易方法。     

潘北矿A组煤层底板高承压水数值模拟及疏水量预报

建立高承压含水层数学模型,识别其参数特征,是预报不同开采方案下该含水层水量合理疏放大小的依据。在分析潘北煤矿地质及水文地质条件基础上,利用–490 m水平4个阶段放水试验成果资料,利用Modflow建立了A组煤层底板灰岩水渗流水文地质模型及其数值模型,经识别和验证后,获得了太原组灰岩含水层水文地质参数,并结合“突水系数”,分别预报了–490 m和–650 m水平在确保A组煤层安全开采下的疏放量,其计算结果,给太原组灰岩水的防治提供了决策依据。      

在层状非均质含水层中完整潜水井涌水量计算的新方法——分层计算法

本文中所指的层状含水层是由几层透水性不同的岩层所组成的非均质含水层,而任何两个岩层的交界面都是水平的。计算在层状含水层中完整潜水井涌水量是水文地质计算中常遇到的问题。例如计算在层状含水层中作供水用的完整潜水井涌水量。又例如当用钻孔进行设在层状岩层上的建筑场地疏干时,为了决定所需钻孔数目和其分布位置必须事先精确地计算每     

含水层非均质性不同刻画方法对地下水流和溶质运移预测的影响

为探讨含水层非均质性不同刻画方法对地下水流和溶质运移预测的影响,基于非均质含水层砂箱实验,分别用传统等效均质模型、克立金插值和水力层析刻画含水层渗透系数场,并探讨了先验信息对水力层析结果的影响.将不同方法估算的渗透系数场用以预测地下水流和溶质运移过程,以此判断不同方法估算结果的优劣,分析含水层非均质性对地下水流和溶质运移的影响.结果表明:与克立金插值法相比,水力层析法可以更好地刻画含水层非均质性,较准确地预测地下水流和溶质运移过程;钻孔岩心渗透系数样本值作为先验信息可以提高水力层析法估算结果的精度;传统等效均质模型无法准确预测地下水流和溶质运移过程.含水层非均质性的增强将导致溶质污染羽分布形态和运移路径的空间变异性增强,并且优势通道直接决定溶质的分布及运移路径.      

层次分析模型在“三图-双预测”法中的应用——以鹤岗矿区新陆煤矿为例

鹤岗矿区煤层开采的主要充水水源为顶板白垩系石头庙子组砾岩裂隙水。由于含水层富水性不均一、矿区构造发育,煤层开采时,发生顶板突水的危险较大。"三图-双预测法"为评价煤层顶板突水危险性的主要方法之一。在该方法的应用中,如何选择适当因素建立含水层富水性分区图是方法的关键所在。以鹤岗矿区的新陆煤矿为例,通过对井田水文地质条件的分析,选择与石头庙子组砾岩裂隙含水层富水性密切相关的单位涌水量、含水层厚度、构造密度、物探解释的富水异常区等7个因素,应用层次分析方法,建立了"三图-双预测法"主要图件——煤层顶板充水含水层富水性分区图,为"三图-双预测法"评价顶板涌(突)水危险性奠定了基础。     

永定东中石灰石矿区抽水试验

分析抽水试验观测记录数据,计算确定含水层水文地质参数,判断地下水补给来源、影响范围、含水层富水性和矿区地下水运动变化规律,为矿山生产建设科学发展形成技术依据要求。应用永定东中石灰石矿区抽水工作实例,为正确分析单孔稳定流抽水试验资料并建立合适的Q-S曲线方程以预测未来水平矿坑涌水量提供借鉴。     

用计算机查表程序计算潜水含水层水文地质参数

考虑无压含水层各向异性和迟后反应的纽曼方法,克服了布尔顿方法的一些理论上的缺陷和应用上的困难,是计算潜水含水层水文地质参数的比较理想的方法。用纽曼法求参时,以往都使用σ=10~(-9)计算的A组曲线和B组曲线的标准量板。然而,在实际的松散地层中,σ的数量级一般在10~(-2)左右,而且抽水资料中间的水平段表现也不明显。因此用对标准曲线     

人工内分泌网络模型在水文地质参数研究中的应用

传统方法在计算含水层渗透系数的过程中通常面临着不均匀系数C难以确定、对研究区水文地质条件较为依赖等困难。通过分析和概括内分泌系统独特的信息处理功能,构建了人工内分泌网络模型。在详细介绍模型算法和计算步骤的基础上,将其应用到华北平原滹沱河冲洪积扇前缘,根据孔隙度及粒度分布特征对含水层渗透系数进行预测,并与传统的经验公式Beyer法和Slichter法进行对比。计算结果表明：Beyer法的预测精度最低,其相对误差主要集中于0.078~1.342;Slichter法的预测精度有所提高,但对于渗透系数极端值的预测仍存在较大误差,相对误差主要集中于0.046~0.643;人工内分泌网络模型具有较高的预测精度,其相对误差主要集中于0.006~0.420。与传统经验公式相比,人工内分泌网络模型具有较高的计算精度和良好的通用性,且能够直接计算出含水层的垂向渗透系数,无需后期的数据验证。     

含水层富水性分区及工作面疏放水后涌水量分段预测

风化基岩与烧变岩含水层严重威胁着陕北侏罗纪煤田矿井的安全生产,精确预测其富水性与工作面涌水量对矿井防治水具有重要意义。针对具有密切水力联系的风化基岩与烧变岩含水层,以陕西红柳林煤矿15217工作面所在区域为研究区,选取含水层厚度、岩性组合指数、岩石烧变及风化程度指数、岩心采取率为评价指标,提出了基于蝠鲼觅食算法优化支持向量机的含水层富水性预测方法,通过对风化基岩与烧变岩含水层富水性的精准分区预测,将工作面划分为不同富水等级的区段。在此基础上,分析经过长时间井下疏放水后的工作面采前水文地质条件,利用动静储量法对工作面不同富水等级区段的涌水量进行预测,与矿井生产过程中的涌水量实测数据相比,涌水量预测结果误差整体较小,介于0.30～6.98 m³/h,表明此预测方法可行度与准确率较高,为红柳林煤矿及类似条件矿井工作面涌水量预测提供了新的思路与方法。     

示踪试验在探查灰岩含水层突水通道中应用

为了查明新庄孜煤矿63301工作面1组煤层底板灰岩含水层的突水通道,分别从太原组灰岩、奥陶系灰岩含水层投放NaCl示踪剂,寒武系灰岩含水层观测孔投放KI示踪剂,在工作面突水点间隔采集样品。经测试分析其浓度随时间变化关系曲线发现:底板太原组灰岩含水层中存在多条小通道和一条大通道,奥陶系灰岩含水层中存在多条小通道,而寒武系灰岩含水层存在2条通道,在不同灰岩含水层通道中,水流速度存在较大差异性,反映了其岩溶裂隙发育非均匀性特点。此外,利用本次突水资料,计算灰岩含水层的参数。为工作面底板太原组灰岩水害治理提供依据。      

华蓥山矿区龙滩煤矿开采系统涌水量分析比较

龙滩煤矿位于华蓥山背斜中段,水文地质条件较为复杂,在井巷开拓过程中发生过多起突水事故,严重影响了煤矿生产。在分析矿区水文地质条件及矿井充水因素的基础上,认为长兴组含水层是矿井的间接充水含水层,龙谭组含水层是煤层顶板直接充水含水层,茅口组含水层是煤层的底板直接充水含水层,运用大井法、水平廊道法和比拟法．对矿井开采系统涌水量进行了预算,并对结果进行分析对比,最后建议采用比拟法的计算结果作为矿井涌水量的评价结果．为矿井建设提供了依据。     

基于全卷积神经网络的钻孔瞬变电磁法岩层富水性预测研究

巷道掘进前方采用钻探或地球物理方法进行超前探测含水层的位置及富水性,提前做好防治水工作对煤矿安全生产至关重要。利用钻孔瞬变电磁法(BTEM)进行超前探测优势明显,目前解释方法是根据计算的电阻率进行岩层富水性的定性分析,还无法实现对含水层富水性等级进行预测。提出利用钻孔瞬变电磁法探测,采用全卷积神经网络(FCNN)方法进行钻孔外围含水层富水性等级的准确预测。首先,依据阿尔奇公式、Kozeny–Carman公式、导水系数公式和单位涌水量公式,建立砂岩含水层单位厚度的电阻率与按钻孔单位涌水量划分的含水层富水性4个等级的对应关系;其次,建立全空间条件下不同富水性岩层的地质–地球物理模型,采用三维时域有限差分法(FDTD)进行全空间瞬变电磁场数值模拟;为了接近实际情况,在正演结果中加入了5%～15%的随机噪声,提取与岩层富水性等级关联的特征参数,采用全卷积神经网络(FCNN)进行了岩层富水性等级预测的训练和仿真测试,测试集预测的富水性等级平均准确率为91.8%;最后,利用某矿煤层水力压裂后的钻孔瞬变电磁法实测数据进行煤岩层富水性等级预测,检验FCNN方法预测效果。研究结果表明:采用全卷积神经网络...     

回采工作面顶板复合含水层涌水量时空组成及过程预测方法

为提高彬长矿区各矿井预测涌水量的准确性,通过精细化勘探将洛河组划分为上、下两段;建立了巨厚复合含水层涌水量预测的水文地质概念模型,将受到煤层采后顶板导水裂缝带波及的含水层涌水概化为考虑垂向渗流的向河渠排泄模型,称之为"含水层水向工作面涌水模型";并给出了与矿井采掘计划相结合、考虑含水层静储量释放、动态补给和垂向渗流的水量预测方法,称之为"工作面时空动态涌水量预测方法"。以高家堡矿井为例,预测101工作面最大涌水量为1 222.11 m~3/h,采后初期稳定涌水量为950.07 m~3/h;预测201工作面最大涌水量为610.93 m~3/h,采后初期稳定涌水量为536.73 m~3/h。与实测涌水量对比分析,预测涌水量绝对误差为-130.49~20.64 m~3/h,误差率为-21.05%~8.39%,预测精度大大提升。     

淮南潘谢矿区各矿井基建井巷含水层涌水规律的研究

基建井巷分层涌水量的准确预测是目前存在的难点。在地质和水文地质条件玎类似的淮南潘谢矿区内，充分利用为数较多，分布面广的建井涌水实际资料，通过相关分析，发现井巷涌水量大小与含水层的埋藏深度、地质构造、含水层岩性柘者密切相关；同时使用了数学地质中的回归分析方法及涌水量的曲线方程法，计算出不同岩性砂岩含水层随埋深变化的涌水量回归方程和涌水曲线方程。     

淮南张集煤矿灰岩含水层数值模拟及涌水量预测

为了正确评价淮南煤矿张集煤矿灰岩含水层对煤层开采的影响,探明详细的水文地质条件,本文利用-536 m水平放水成果资料,利用GMS建立了张集煤矿C3Ⅰ组灰岩含水层水文地质模型及其数值模型,经识别和验证后,获得了灰岩含水层水文地质参数,并结合"突水系数",进行数值模拟分析,计算水文地质参数,预计灰岩疏水量,并利用数值模拟参数分别模拟计算了-536 m、-565 m水平、-566 m水平的安全开采下的疏放量。此次计算结果为张集煤矿采煤过程中灰岩水的防治提供了一定借鉴。     

张集煤矿灰岩含水层数值模拟及涌水量预测

为了正确评价淮南煤矿张集煤矿灰岩含水层对煤层开采的影响,探明详细的水文地质条件,本文利用–536 m水平放水成果资料,利用GMS建立了张集煤矿C3I 组灰岩含水层水文地质模型及其数值模型,经识别和验证后,获得了灰岩含水层水文地质参数,并结合“突水系数”,进行数值模拟分析,计算水文地质参数,预计灰岩疏水量,并利用数值模拟参数分别模拟计算了–536 m、–565 m 水平、–566 m水平的安全开采下的疏放量,依据此次计算结果,给张集煤矿采煤过程中灰岩水的防治提供了一定借鉴。     

多层含水层系统水文地质参数计算

为求取含水层水文地质参数,常用的试验方法是抽水试验。在进行抽水试验时,经常有越流现象,计算时一般采用越流模型计算。越流模型假定非抽水含水层的水位恒定不变,但在实际抽水过程中,抽水含水层和非抽水含水层间通过越流相互影响、相互作用。如果只考虑抽水含水层的水位变化而不考虑非抽水含水层的水位变化,会导致计算的水文地质参数不准确。实际工作中,有时会在非抽水含水层中布置一口观测井来观测抽水含水层抽水时对非抽水含水层的影响。如果采用多层含水层系统模型的方法,即可利用各含水层观测井中的数据计算出每个含水层和相关弱透水层的水文地质参数,提高参数计算精度、节省资金和工作量。