榆神矿区煤矿防治水的几点思考

为了科学解释榆神矿区矿井涌水量较大的涌（突）水事件,为煤矿防治水奠定基础,分析了近年来区内发生的突水事件及矿井较大涌水情况,提出矿井较大涌水形成机理、红土层水文地质性质、矿井涌水量预测的准确性等疑问,阐述了突破“井田”范围,从区域上研究地下水系统和突水水源,关注延安组、直罗组、安定组、洛河组等砂岩弱富水含水层,从导水裂隙带中寻找突水水源,科学评价各岩（土）层的水文地质条件,采动岩层（含水层）渗透性演化以及探索矿井水害源头预防和区域治理思路等几点思考,提出应该从区域上认识水文地质条件及对煤矿涌（突）水的“贡献”,揭示矿井较大涌水形成机理,进一步加强水文地质补充勘探,准确识别含水层、隔水层及其空间赋存关系,探测大采高、大采面环境下导水裂隙带发育规律,并提出从区域上识别地下水强径流带和局部富水区的基础上,制定矿井水害防控措施的思路,为榆神矿区煤矿水害防治提供借鉴和帮助。     

常家梁煤矿含（隔）水层特征及充水因素

叙述了常家梁煤矿含（隔）水层水文地质条件及矿井充水因素,矿坑直接充水水源为各煤层顶板基岩裂隙水,该含水层较厚,但富水性相对较弱,突水危险性较小。第四系萨拉乌苏组在煤矿内全区分布,富水性较好,导水裂隙带最大高度均小于煤层上覆基岩的厚度,为矿床充水的间接充水水源,当煤矿采空区较大时,萨拉乌苏组可能会成为直接充水水源。     

榆神矿区保水采煤的工程地质背景

论述了榆神矿区煤层上覆红土、风化带基岩、未风化基岩的工程地质特征,认为红土层具有较好的隔水性能,风化带基岩中粘土矿物的含量增加,隔水性能明显增强。2-2煤层上覆基岩为中硬岩石,而且有较多的软弱岩石夹层,煤层开采的冒裂带发育高度相对较小,影响不到第四系萨拉乌苏组含水层底部,具有较好的保水采煤工程地质条件。     

榆神矿区南部中小煤矿突水危险性研究

论述了榆神矿区部分中小煤矿突水实例,分析了矿井突水的地质、水文地质条件,认为,榆神矿区萨拉乌苏组含水层厚度大,富水性强,煤层埋藏浅,煤层开采后产生的冒落带、裂隙带发育到萨拉乌苏组含水层底部,从而引起突水灾害。本文提出了矿井突水预测的思路和方法,认为应该加强矿井水文地质条件研究,开展水文地质补充勘探,查明水文地质条件,做好防治水工作,减少矿井涌水量,保护萨拉乌苏组含水层结构完整性。     

榆神矿区采煤失水危险性分区研究

以榆神矿区区域地质资料为依据,总结了该区煤层与含(隔)水层空间组合类型; 采用三维数值模拟方法,根据塑性条件、破坏准则及应力判别,模拟首采煤层与含(隔)水层空间组合类型下导水裂隙带高度; 通过对比钻孔探测法与数值模拟法,发现数值模拟法具有可行性; 利用模拟结果,绘制矿区导水裂隙带高度空间分布图,总结矿区导水裂隙带高度的整体分布规律; 对比导水裂隙带高度与其首采煤层上覆岩层厚度,总结矿区采煤失水危险性,并进行采煤失水危险性分区; 通过控制采煤失水危险区域的采厚可以达到“保水采煤”的效果。本研究对榆神矿区后期安全生产具有重要的理论意义与实际价值。     

青草界泉域水文地质条件及矿井涌水量分析

论述了榆神矿区青草界泉域的水文地质条件,该泉域建设有锦界煤矿,认为青草界泉域萨拉乌苏组含水层厚度大,富水性强,泉域内煤层埋藏浅,煤层开采后产生的冒落带、裂隙带发育到萨拉乌苏组含水层底部,从而加大矿井涌水量。     

榆神矿区小保当二号井田水文地质条件

榆神矿区小保当二号井田主要含水层是萨拉乌苏组,含水层厚度20~40 m,最厚可达66.64 m(XE4钻孔),钻孔平均单位涌水量0.066 75~0.161 0 L/s·m,平均渗透系数1.142 2~1.305 8 m/d。风化岩含水层平均厚度43.05 m,最厚78.32 m(XE10钻孔),最薄5.85 m。新近系红土隔水层厚度变化大,据钻孔揭露,厚度为0~93.22 m,平均厚度29.16 m,总体变化趋势南部厚。论述了研究区水文地质条件,提出了保水采煤建议,即在小保当二号井田开采前,应该进一步查明含水层及隔水层组合特征,研究采煤对含水层的影响,提出合适的采煤方法,确保采煤与环境保护的统一。     

榆神矿区矿山开发对水环境的影响及防治措施探讨

榆神矿区属我国内陆干旱区,水资源贫乏,生态环境十分脆弱,矿山开发对水环境的影响主要可以归结为地下水位下降、地下水补排平衡状态的破坏和水质污染的问题.针对影响水环境变化的因素提出开展采煤保水研究、调整矿山开发规划、矿水污染治理的措施.     

窄条带式保水采煤技术及应用效果

为了评价窄条带保水采煤技术在陕北煤炭开采区的应用效果,对榆神矿区的榆卜界煤矿和薛庙滩煤矿地质结构进行分析,采用数值模拟和物理模拟确定了采12留8条带开采方法,在榆卜界煤矿建立了煤柱应力、位移监测,以及条带工作面松动圈监测系统,在榆卜界煤矿和薛庙滩煤矿分别布设了水位观测孔。通过煤炭开采前后导水裂隙带发育高度与隔水岩组厚度比较分析,运用采空区潜水水位埋深探测等方法,系统了解煤炭开采前、开采后潜水位埋深变化特征。研究表明,采煤工作面导水裂隙带发育高度未穿过隔水层,煤柱较稳定,潜水水位埋深最大下降幅度为1.25m,地表植被良好,说明窄条带采煤方法有效地保证了岩层和煤柱的稳定性,维持了生态水位的合理埋深,实现了保水采煤。     

曹家滩井田煤层赋存及保水开采条件

曹家滩井田是榆神矿区规划的一个特大型煤矿,规划能力10M t/a,该井田煤炭资源丰富,煤层稳定,煤层厚度大,埋藏适中,煤层上覆普遍发育有红土隔水层,煤层开采对萨拉乌苏组地下水影响较小,是理想的保水开采区。论述了煤层特征及开采技术条件,认为该煤层厚度,埋藏深度适中,适合建设机械化综采矿井。     

榆神府矿区地面塌陷特征及环境问题

在遥感解译的基础上,实地调查了神木县煤矿开采区地面塌陷现状,阐述了地面塌陷分布、发育特征及发育规模。共发现大面积地面塌陷30处。地面塌陷规模以中型为主,稳定性以较差为主,险情等级以小型为主,均为高强度采煤造成。单个塌陷区最大面积27.67 km²,煤炭开采强度与塌陷发育程度关系密切。论述了石圪台村、榆神路煤矿、蛇疙瘩村、榆家梁煤矿、后柳塔村、沙沟茆村等典型村镇地面塌陷特征。地面塌陷导致的地质环境问题日益突出,截至2015年4月30日,已经导致了48次1.5~3.3级的塌陷地震,诱发区域性地下水水位下降、井泉干涸与河流断流、水域面积萎缩,并进而产生一系列生态环境问题。     

榆神府矿区萨拉乌苏组的水文地质条件分析

榆神府矿区煤炭资源丰富,煤炭开采区萨拉乌苏组分布广泛,厚度大,含水丰富,萨拉乌苏组地下水资源不仅是维系表生生态环境的主要因素,也是大型煤炭基地建设的主要水源,同时,由于煤层浅埋,萨拉乌苏组含水层容易受到采煤破坏,造成地下水水位下降,由此引起表生生态环境恶化,保护萨拉乌苏组地下水水位是采煤业面临的重大课题。研究分析萨拉乌...     

城市垃圾及排污沟渠对拟建水源地地下水水质的影响研究

在对地下水水源地附近的垃圾场及排污沟渠进行预测分析的基础上,通过建立地下水水质模拟模型分析污染源对地下水水质的影响,得出影响结论。     

天津市宁河北水源地开采所带来的水环境影响预测

天津市宁河北水源地开采后,对其第四系浅层地下水、深层地下水、岩溶地下水,以及现有水源地下井都产生不同程度的影响.根据长期动态观测及大抽水资料,采用Q=f(s)曲线外推法,结合动态下降速率及比拟法等到方法对其影响程度进行了研究,并论证天津市宁河北水源地的合理开采量为6万m3/d.     

煤矿水源地开采对延河泉泉水流量影响的预报

延河泉域上游已规划三个水源地,旨在为未平的煤炭开发提供水源。水源地的运行行势必影响其下游的泉水流量。本文利用数学模型的调节反馈功能,通过将延河、下河泉区水位近似恒定做为约束条件,逐时段反财度泉水流量进行水位拟合,较好地解决了延河泉域人工开采干扰泉水溢流量预报这一难题。     

地下水源地开发对农业生产的环境地质影响

地下水资源是水资源的重要组成部分,在工农业用水与生活用水中占有相当大的比重.随着大范围、高强度地下水源地地下水的开采,农业生产将不可避免地受到影响.本文就其中一些主要的环境地质问题进行了有益的总结与探讨,以期引起同行学者对此类问题的关注.     

河道治理工程对地下水源地的影响分析

在河道上修建拦水坝蓄水形成人工湖,可大大改善河道景观,同时也可能会对河道生态及周边地下水产生直接或间接影响,按有关法规要求,须进行工程建设的影响评价。本文以淄河圣水湖工程为例,着重分析了工程建设对水源地的补源及水质可能产生的影响,提出了工程运行的优化方案和水资源保护措施。     

窟野河流域中游煤矿区地下水质量及补给来源研究

为查明神东矿区地下水质量状况和补给来源,分析测试了不同含水层(第四系松散层、白垩系洛河组、侏罗系直罗组和延安组含水层)的一般化学指标、毒理学指标和环境同位素(D、18O、3H)的值,利用环境同位素(D、18O、3H)分析该区地下水的补给来源和更新能力,利用单指标综合评价和影响因素识别相结合的方法研究了区内地下水的质量现状和影响因素,采用四步法计算出毒理学指标的饮水途径健康风险值。结果表明:(1)第四系松散层地下水、白垩系洛河组地下水和侏罗系风化带水主要为现代大气降水补给,更新快。侏罗系深层基岩裂隙水主要为晚更新世冰期降水补给,与现代降水基本无水力联系;(2)侏罗系延安组地下水水质较差,Ⅳ-Ⅴ类水所占比例较高,达到47.9%,其他含水层地下水水质较好。总体上,对Ⅳ-Ⅴ类水单指标贡献率较大的指标为钠氟化物TDS氯化物硫酸盐;(3)毒理学指标中氟化物的健康风险值最大,其他毒理学指标健康风险基本都在可接受范围内。因此,氟化物应作为水污染监测和防治中的优先控制物。本次研究成果将为矿区水源地的选择和污染物防控提供科学依据。     

浅埋煤层关键隔水层隔水性能及采动影响变化

陕北浅埋煤层开采引起了一系列的生态环境问题,保水采煤成为陕北乃至整个西北地区煤炭资源科学开采的关键。以神南矿区为例,研究了黄土、红土隔水层的隔水性及采煤对其隔水性的影响。神南矿区砂土基型煤层的保水开采的关键隔水层为上覆粘土层,室内、外试验显示：粘土层失稳后流量猛增形成裂隙流,不利于保水采煤;黄土受地面张裂隙发育的剪切作用处于破碎状态,采动后渗透系数表现为数个数量级的变化;红土处于整体下沉带,受附加应力影响表现出较大的塑性变形,采动后渗透性减小,有利于保水采煤。为实现保水采煤,保证粘土层整体不失稳,宜采用回填采空区技术对地面沉降以及土体围压进行控制,当地面沉降量减小时黄土层可保持不失稳,当侧限应力存在时粘土层的稳定性亦可以保持。     

基于GIS的地质环境单因素评价方法研究

榆神府矿区位于毛乌素沙地与陕北黄土高原丘陵沟壑区的过渡地带,地表覆盖较厚的松散层,常年干旱少雨,植被稀疏,是典型的生态脆弱区。矿区煤层埋藏浅,开采厚度大,上覆基岩厚度较薄。在这种条件下开采容易导致较严重的地质环境问题。通过地质环境单一影响因素的分析选取,利用GIS空间量化,可视化成图和分析功能．评价了研究区地形地貌、沙层厚度、潜水位埋深、煤层厚度和基岩厚度五个单因素的现状及对地质环境的影响．预测了开采单因素空间变化区域。将综合地质环境分为五类,认为煤炭资源的开采对原来处于Ⅰ和Ⅱ类型区域影响比对Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ类型的区域影响更大些。