钻孔单位涌水量换算——以亭南矿区为例

进行矿井水文地质类型划分时,需要用单位涌水量来评价含水层的富水性。《煤矿防治水规定》要求以口径91mm、抽水水位降深10m时的单位涌水量为评价依据,不一致的,需进行换算。以亭南矿区的三个钻孔抽水试验为例,利用excel趋势线模块功能判定抽水试验Q-S曲线类型,利用Fortran编程计算影响半径R,较快速较准确地进行钻孔单位涌水量的换算。     

浅谈煤矿防治水规定中单位涌水量的换算分析与应用

依据煤矿防治水规定、煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准、水文地质手册、对抽水实验钻孔单位涌水量曲线来确定最佳选配类型,换算成口径91 mm,抽水水位降深10 m来评价其富水性。     

五沟煤矿第四含水层q值换算及富水性

为了给五沟煤矿第四含水层下正常开采及提高回采上限提供科学的水文地质依据,根据伸直法原理,在建立参数模型和曲线模型的基础上,判别出1016-1孔第四含水层抽水试验Q-S曲线类型,建立了抛物线方程,换算出井径为91mm、10m降深时的q值,精准地评价了第四含水层富水性,消除了野外施工中机械设备、降深等一些因素对抽水试验获取参数的影响。     

地下水加坡理论在井筒涌水量预算中的应用

地下水加坡理论可有效的消除抽水试验引起的无效降深,结合云驾岭煤矿井筒检查孔抽水试验资料,对该井简检查孔涌水量进行了预算,预算副井筒啮。砂岩含水层涌水量为523．03m^3／h,实际涌水量为455m^3／h．误差率14．95％,可见运用加坡理论计算的矿井涌水量与井筒实际涌水量基本相符。     

论"单位涌水量就是导水系数"

单位涌水量是井抽水水位降深换算为1 m时的单井出水量;导水系数是含水层宽度为1 m时,地下水水力坡度为1时的单宽流量.二者之间从定义上看毫无关系,但它们的单位(m3/d·m)(m2/d)是相同的.笔者经过多年探讨和初步试验后发现,单位涌水量就是管井抽水所利用含水层的导水系数.     

基于GIS多源信息集成的含水层富水性模糊层次分析法

对含水层富水性进行分析评价,是煤矿开采、隧道掘进时防止涌(突)水发生的重要前提。通过分析影响含水层富水性的因素,以某煤矿为例,选取含水层厚度、钻孔冲洗液消耗量、构造发育密度、单位涌水量及渗透系数五个指标进行分析;引入模糊层次分析法确定各因素对含水层富水性影响的权重;应用GIS的数据管理和空间分析功能,计算评价了研究区的富水性;将研究区含水层按富水性强弱分为五个区域。评价分区结果与研究区水文地质条件变化基本一致。为区域含水层富水性评价提供了一种新思路。     

基于ArcGIS的洛河组含水层富水性评价

含水层富水性评价是矿井涌水量预测与水害防治的重要基础。选取彬长文家坡煤矿41盘区4号煤层顶板白垩系洛河组含水层的厚度、孔隙度、含水率、上段视电阻率、下段视电阻率和冲洗液消耗量6个主控因素,利用层次分析法（AHP）确定各主控因素的权重。在ArcGIS数值可视化软件上对各影响因素的矢量图进行归一化处理和叠加分析,构建了基于多因素融合的含水层富水性评价模型,并对41盘区富水性进行了分区评价。利用钻孔单位涌水量和4101工作面涌水量变化数据对洛河组富水性评价结果进行了验证分析,结果表明该模型的分区评价结果与实际符合,为彬长矿区洛河组含水层富水性评价提供了重要依据。      

加大抽水降深的实例

抽水降深的重要意义在于:“抽水试验的水位降低深度是一个相当重要的指标,尤其在一些地下水充沛的复杂矿区,含水层厚度大、水柱高的情况下,水位降低深度更成为一个突出问题。水位降深越大,所得资料就越能代表未来开采的地下水流特性,所得数据也就越接近于实际。降深小了不能正确评价已揭露的深部含水层,常常是单位涌水量偏大,可以导致错误的结论。”      

江西新余铁矿田抽(注)水试验成果分析

作为江西主要铁矿富集地之一的新余铁矿田,自20世纪50年代至今,陆续开展多次地质勘查工作,进行了大量的钻孔抽水及少量注水试验。通过对8个矿区37个钻孔和2个浅井抽(注)水试验数据进行分类统计,并针对各含水层试验成果数据进行分析,对铁矿田各含水层的富水性进行了总体评价,结果显示:钻孔单位涌水量普遍小于0.1 L/s·m,总体属弱富水性,仅杨家桥矿区3个钻孔的单位涌水量在0.1~1.0 L/s·m之间,属中等富水性[15],总体水文地质条件简单,利用抽水资料结合稳定流抽水渗透系数计算公式获得的各含水层渗透系数,是矿田矿坑涌水量预测的一个重要参数,该项研究成果可以对区域内邻近矿区的水文地质评价工作提供数据支撑。     

山西潞安集团李村煤矿水文地质条件及矿井涌水量预测

李村煤矿为新建矿井,位于潞安矿区西部深埋区,计划开采山西组3号煤,矿井水害为煤层顶板砂岩裂隙水.在分析矿井水文地质条件的基础上,采用瞬变电磁探测成果,对3号煤顶板富水规律进行了研究,认为首采区的各含水层的富水区与构造相差程度高,且为片状分布,主要分布于两个较大倾斜构造和X7陷落柱及工业广场南部的陷落柱附近.采用富水系数法和解析法对井井底车场和首采工作面的涌水量进行了预测,认为富水系数法计算的涌水量成果较为可靠;利用承压含水层非稳定流定降深法对首采区1302工作面的涌水量进行了动态预测,发现顶板砂岩含水层是以疏干充水为特征.该研究对李村煤矿矿井建设及采区生产的防治水工作具有指导意义,同时对于山西潞安矿区西部煤层深埋区新建矿井排水系统及矿井防治水措施具有重要的参考作用.     

基于GIS的煤层顶板含水层富水性评价

为减少单一赋权法在评价含水层富水性方面的不足,以韩家湾煤矿为例,在综合分析矿井地质、水文地质条件的基础上,选取含水层的厚度、岩心采取率、砂岩粒度指数、砂地比以及砂泥交互层数作为影响富水性的主控因素,分别利用模糊层次分析法、CRITIC法获得各主控因素的主、客观权重,通过博弈集合理论得到综合权重,进而基于GIS平台对含水层的富水性进行分区评价。结合钻孔单位涌水量、矿井出水点的分布结果对含水层的富水性分区结果进行验证。结果表明:研究区富水性整体呈现由中部向两侧逐渐减弱的趋势,该模型的评价结果与实际情况相吻合。     

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。     

具有线性功能函数的神经元在矿井水质类型识别中的应用

正确识别矿井水质类型对于判断突水水源具有重要的意义。本文以华北某矿井为例,采用具有线性功能函数的神经元（AdaptiveLinearElement）方法对来自煤层顶、底板含水层的两种不同水质类型矿井水进行了有效的识别。实际输入的4个未知水样中,经识别两个为顶板水,两个为底板水。神经元学习训练时,其收敛性、收敛速度与步长参数α的选取密切相关。此外,神经元本身也具有一定的抗噪性,这使得神经元在较小噪声背景下仍能正常工作。      

淮北矿区五沟煤矿太原组上段灰岩岩溶裂隙水富水性及径流特征

五沟煤矿太原组上段灰岩岩溶裂隙水是矿井主采煤层（10煤）的主要充水含水层。通过对矿区水文地质边界条件、地面抽水试验和井下放水试验的分析,认为矿区水文地质边界受制于周边的较大型隔阻水断层,从而形成了较封闭的地下水系统;太原组上段灰岩含水层的富水性在平面上具有不均一性,在垂向具有随着深度的增加,岩溶发育有减弱的趋势,基本上属弱富水含水层,仅在局部构造发育带为中等富水含水层。利用利用surfer软件,绘制出矿区太原组灰岩水位等值线图;从图上可以看出,矿区目前太原组含水层水位标高总体呈北高南低,中间高两边低的态势,并在井田西南部形成以水5孔及J5-1孔为中心的低水位区。该研究对目前矿井防治水工作具有重要的指导意义。     

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。     

榆神府区矿井水文地质条件分类研究

煤矿突水灾害是仅次于顶板、瓦斯的第三大灾害,煤矿水文地质条件分类是科学确定矿井水文地质条件、突水危险性的手段,以大量的勘查、矿井开采实际资料为基础,从受采掘影响的含水层水文地质特征、矿井涌水量、矿井突水、老窑积水及其危害性、防治水工作难易程度等5个方面,分析了榆神府矿区矿井水文地质分类的主要指标,提出了新民区主要为简单类型,神木北部矿区以中等类型为主,榆神矿区以复杂类型为主的科学分类,为榆神府矿区煤矿防治水、保水开采提供了基础资料。     

小庄矿井采煤对地下水的影响及保水采煤措施

针对煤炭开采易造成地表塌陷及含水层破坏等问题,采用类比法计算了彬长矿区规划新建的矿井——小庄矿井开采导水裂缝带高度,在此基础上分析了采煤对地下水的影响,并提出保水采煤的措施。经计算,采用分层开采时产生的导水裂隙带最大高度为147.84 m,在三盘区将导通安定组隔水层,造成宜君组、洛河组承压含水层破坏,导通区域面积为0.773 6 km2。因此,在可能导通的区域应进行保水采煤以保证安定组隔水层的稳定,从而达到保护具有供水意义的含水层和保障矿井生产安全的双重目的。      

矿井单位涌水量比拟法在矿井涌水量预测中的应用

通过对风水沟煤矿矿井历年疏干排水资料的统计分析以及特征的研究,结合矿井水文地质条件,建立了不同开采水平、开拓面积的矿井单位涌水量比拟法计算公式,并对矿井的一、二采区的涌水量进行了分析预测。结果表明,矿井单位涌水量比拟法计算公式预测的2007、2008和2009年涌水量与实际疏干排水量之间的误差分别为6.5%、8.7%和7.9%,预测精度较高,值得借鉴推广。     

Roof aquifer water abundance evaluation: a case study in Taigemiao,China

To ensure safe mining of the Taigemiao no. 3 mine field in Inner Mongolia, China, it is very important to make clear the roof aquifer water abundance distribution feature. On the basis of collecting the main controlling factors of aquifer water abundance from the geological and hydrogeological prospecting data of the study area, the no. 2 coal seam roof aquifer water abundance of Taigemiao no. 3 mine field was analyzed and evaluated using three methods. The first method is analytic hierarchy process (AHP)-type water-richness index method (AHP-type WIM) which is commonly used. But AHP is relatively subjective, so we trying to use a more objective method which is weighed gray relational degree method (WGRDM); this method mainly used pure data analyzing, it is better than AHP-type WIM but still not perfect, so the comprehensive weighted method (CWM) is put forward by adopting the advantage of the former two methods. In order to assess the accuracy rate of the three methods quantificationally, the evaluation results of the three methods are compared respectively with the measured unit water inflow which can directly reflect the aquifer water abundance, which shows that the WGRDM is more accurate than AHP-type WIM, and the CWM is more scientific and accurate in both weight calculation and water abundance grading. The superiority of CWM is more obvious when there are too many evaluation factors.     

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...