邢台矿大青灰岩水文地质条件及疏水降压可行性研究

针对邢台矿5号煤层底板大青灰岩发生209m3/h突水量的情况,本文以分区叠加放水试验所取得的实际资料为依据,分析了井田大青灰岩水文地质条件及疏水降压可行性;给出了奥灰水与大青水水力联系的具体块段;得出了井田大青灰岩含水层具有块段可疏降性的结论.指出对于局部不可疏降地段应先消除不可疏降的影响因素,才能实施带压开采,从而达到安全采煤的目的.     

煤层底板原位综合测试及突水危险性评估

在实施井下钻孔水压致裂地应力测量的同时,评价岩层阻水性能,确定导升带高度,做到一孔多用。测试区实际观测表明,泥岩、粉砂岩、中砂岩、灰岩阻水性能由大到小,导升高度则由小变大,平均导升高度约32m; 地应力测量表明,该测试区原始地应力状态为SH＞Sv＞Sh,最大水平主应力方向NE至NEE。突水临界指数评价表明,-550m水平采煤工作面掘进时突水的可能性较大,应当采取防范措施。     

基于分形理论探究砂岩最小孔隙半径的最优区间

渗透率是评价多孔介质导水性能的主要参数,是导水介质微观孔隙结构在宏观上的表现特征。通过扫描电镜实验和图像处理技术,统计出砂岩微观孔隙几何参数,并结合分形理论探究了砂岩微观孔隙结构对渗透率的影响。同时,以实测渗透率为约束条件,确定了对渗流起作用的最小孔隙半径r_min区间,该区间可作为渗透率预测时最小孔隙半径r_min的最优取值区间,并获取了与之对应的孔隙半径累积百分数区间。结果表明:砂岩最小孔隙半径r_min的取值对渗透率影响较大,随着砂岩最小孔隙半径r_min取值的增大,其渗透率先急剧下降,后渐渐地趋于稳定,并伴有上升趋势。在致密砂岩中,理论渗透率与实测渗透率相等时,对应的最小孔隙半径r_min落在孔隙半径累积百分数为15%~25%内,该孔隙半径累积百分数区间对应的孔隙半径区间可作为计算砂岩理论渗透率时最小孔隙半径r_min的最优取值区间,并且随着砂岩渗透率的增大,最小孔隙半径r_min对应下的孔隙半径累积百分数逐渐增加。      

煤矸石淋滤液中污染物在GCL中的扩散性能

为验证土工合成黏土衬垫（Geosynthetic Clay Liners,GCL）作为煤矸石处置场衬垫层建设材料的可行性,采用垂直式双筒扩散装置进行室内扩散试验,研究了煤矸石淋滤液中典型污染物Zn2+、Mn2+和SO₄2-在人工钠化膨润土GCL中的扩散性能,使用有限层法模拟软件POLLUTE V7对污染物随时间变化的曲线进行拟合,确定3种污染物在人工钠化膨润土GCL中的扩散系数。研究结果表明,污染物在GCL中的扩散系数低于它们在传统压实黏土衬垫层中的扩散系数,从而能更有效地控制煤矸石淋滤液中污染物在GCL中的扩散迁移行为。      

承压水沿煤层底板递进导升突水机理的物理法研究

完整底板和非完整底板的注水试验发现底板深处的耗水早于浅部,显示底板的破裂发生在采前,相似材料模拟具一定导升高度的底板在采动中的变化揭示了同样的规律。底板的原位应力测试发现承压水在采前出现了向上入侵的现象,二次应力给导升的发展提供了条件,递进导升是突水机理之一。     

岩溶型煤矿底板岩体质量分级及其在突水评价上的应用

煤层底板突水是威胁岩溶型煤田安全的主要水文地质问题,许多学者曾以多种方式对此进行过研究,但用岩体分级法进行研究的很少。本文参考Bieniawski 的分级方法提出了一套岩体分级方案和主要岩体力学参数的求解方法,并总结出了一套岩体类型与防治水工程投入关系的经验。该方法在皖北矿务局651工作面的应用取得了成功,这一方法对整个岩溶型煤矿底板防治水工作都有参考价值。      

地质钻孔——水文地质观测孔的转换技术及其应用

利用钻孔转换技术可使地质勘探孔在封孔以后仍能观测水位，水温等，仪器的各项指标符合勘探规程，适用于野外作业的恶劣，简陋条件。     

弥散系数在非均质多相岩层中的尺度效应

根据渗透系数在多相岩层中的协方差函数,文中首先推导了用以描述溶质在三维模型中运移特征的宏观弥散系数方程,然后导出了纵向弥散系数用来表达该参数的尺度效应。利用一个例子,讨论了宏观弥散随时间的变化趋势,以及同一岩相内转移项和越相转移项对弥散的相对贡献。灵敏度分析指出纵向弥散系数是与岩相平均长度正相关,也与不同岩相的渗透系数的差值正相关,其取值随渗透系数的总方差的增加而增大。     

裂隙—岩石格架系统中二相流的耦合模型

针对某些地质条件导出了离散双重介质二维二相流耦合微分方程,对方程中的渗透率和裂隙宽度进行了Ｋａｒｈｕｎｅｎ－Ｌｏｅｖｅ级数展开,对其他参数进行了多项式随机函数的级数展开,同时对截取级数前有限项所产生的误差作了分析,在求解基本未知量的同时也能求解随机变量的特征数。     

元宝山露天矿疏干优化设计

从影响元宝山露天矿地下水疏干的主要水文地质参数随机性特征分析入手,建立并求解了元宝山露天矿疏干工程优化设计的随机地下水管理模型,揭示了水文地质参数随机性对管理模型结果的影响,认为参数的随机性越大,管理结果越坏;置信水平越高,管理结果越坏,且渗透系数和边界条件对管理结果影响最大。