南京石膏矿特大突水灾害机理研究

发生于2006年9月11日的南京石膏矿特大突水灾害不仅改变了矿区及外围的地下水流场, 并引发了矿区地面沉降变形, 对地表附属物产生了一定的破坏作用, 造成了包括矿山关闭在内的巨大财产损失。南京石膏矿涉及典型的深部矿山地质工程问题, 影响地下开采稳定、矿山灾害和环境问题的主要因素是矿体及围岩的岩性结构及岩体结构构造, 特别是断裂构造及其影响带裂隙发育情况、富水性、导水率。围岩的岩溶强烈富水带的存在是矿坑突水的直接水源; 矿体的软岩特性、矿山开采扰动使采场周围的应力场重新分布、开采对断裂构造及裂隙带等结构体的活化作用都加剧了突水灾害的发生。     

三峡引水工程秦巴段的主要工程地质问题

为了研究三峡引水工程秦巴段的重大工程地质问题,在区域工程地质条件和线路工程地质调查分析的基础上,利用工程地质类比法,重点分析评价了秦巴山区与活动断裂、深埋隧道建设相关的重大工程地质问题。初步揭示：①秦巴山区14条区域规模的断裂带主体走向近于东西向,与引水隧道走向大致垂直,现今活动差异明显,其中活动性较强、规模较大的大巴山弧形断裂、宁陕-栗扎坪断裂、石泉-安康断裂、三花石-汉王城断裂位于引水工程的关键部位,需要注意其引起的隧道突水和大变形灾害;②秦巴山区与深埋隧道相关的岩爆、突水灾害比较严重,特别是秦岭主峰附近的强岩爆、大巴山附近的断裂与岩溶相关的大规模突水灾害值得高度注意。     

岩土优势结构面的储运水效应

运用系统分析的方法和优势结构面理论,提出了岩土优势结构面的储运水效应的概念,并对它的几个应用方面进行了探讨,结果表明:①岩土体中存在各种类型的结构面,实际岩土工程中的稳定、渗透和突水问题一般是由优势结构面所引起;②在找出优势结构面即富水优势断裂的基础上,确定优势井位、优势井深,可确保缺水地区找水的成功;③地下突水与优势结构面关系密切,但只有具备了多种储运水优势指标的优势结构面才是富水的,才有可能导致突水事故;④在降水和其它地表水的作用下,水将优先向边坡中优势结构面发生渗漏,而水的浸入又加速了土体的软化及结构面的生成,水与结构面相互促进,形成了恶性循环,最后导致滑坡的产生;⑤堤、坝及其地基中的优势面和优势层的存在是内在因素,而水是外在因素。内外因素的联合作用下可能导致堤坝的渗透、变形和破坏。     

大型地下工程岩溶涌（突）水模式的水文地质分析及其工程应用

大型地下工程中涌（突）水成灾的大部分属于岩溶涌（突）水。岩溶含水介质类型、岩溶蓄水构造与地下工程岩溶涌（突）水形式密切相关。本文首先将岩溶含水介质划分为快速紊流和渗流两大系统，分析了典型的岩溶蓄水构造及其对地下工程施工运营的影响，然后给出了大型地下工程中岩溶涌（突）水的典型模式，最后对岩溶区大型地下工程防水工作的程式进行了探讨。     

山西新阳矿太原组下组煤层底板岩溶水突水安全性评价

新阳矿9-10-11号煤层底板低于奥灰岩溶水位,承受水压较高,存在带压开采问题。依据矿区水文地质勘查资料,通过对9-10-11号煤层底板隔水岩层隔水性能、奥灰岩溶水富水程度、底板断裂构造发育情况、煤层底板承压大小以及采煤扰动底板破坏深度等突水因素分析,表明井田西南部断裂构造发育地段为突水危险区。分别采用突水系数法和突水危险度法对全井田9-10-11号煤层底板突水危险性进行评价,评价结果显示井田南部及断裂构造发育地段为突水危险区。理论分析与定量评价结果基本一致。针对9-10-11号煤层底板突水安全评价结果,提出了相应的防突水对策。     

贵州福泉市英坪磷矿水文地质条件与深部工程突水灾害防治研究

采用先分析后逐层深入的方法,对福泉市英坪磷矿区水文地质条件进行了分析,选择矿区南风竖井工程附近断层、节理裂隙等发育的富水区域,采用大口径钻孔抽排地下水,利用抽排形成的补给漏斗对地下水静水压力、水位、补径排等进行干预,摸清了矿区地下水补径排规律,查明了造成深部采掘工程施工突水的主要因素及途径。研究认为,在断裂和节理裂隙发育的富水区进行大口径钻孔抽排可达到抽排疏干效果,能够较好地解决突水危害,是治理矿山突水危害十分有效的措施。该防治技术方法在该地区类似矿山建设中具有较大的推广意义。     

桌子山煤田构造控水机理研究

查明地质构造对桌子山煤田岩溶地下水的控制规律和矿井突水的影响,基于大量地质原始资料和矿井突水资料,进行理论分析和现场实测。研究表明：桌子山煤田以近南北向的压扭性主构造和东西向的张性次级构造构成立体网格导水体系,地质构造不仅控制着岩溶地下水系统的边界,而且直接影响水动力条件。地质构造越复杂,岩溶裂隙越发育,富水性也越强,西北地区第一例岩溶陷落柱即在此体系内形成。断裂构造与突水点位置联系紧密,中小型突水点多位于东西向小断层附近,中型以上突水点多位于东西向和南北向断层交汇处的地下水强径流带。     

淮北刘桥二矿七含涌(突)水机理研究

刘桥二矿在开采4煤过程中，七含突水次数达38次之多，严重影响煤矿安全生产。文章在系统地分析刘桥二矿七含涌突水概况的基础上，提出了该矿七含涌突水的主要机理为断裂构造的控制作用和矿山压力的促进作用；指出了砂岩含水层的裂隙发育程度和富水性强弱、煤层的厚度、断层的作用以及4煤与含水层之间隔水层厚度的大小等，是影响工作面涌水的主要因素。研究结果对煤矿砂岩水害的有效防治具有重要的指导意义。     

甘肃省徽县东北金矿床开采条件分析

甘肃省徽县东北金矿床含矿围岩为丹凤群黑湾里组a、b两个岩性段,该岩性段属于弱—中等富水含水岩组,岩石中结构面较发育,但岩石充水量较小。含水岩组划分为第四系松散层孔隙水含水岩组和基岩裂隙水含水岩组,是以基岩裂隙充水为主的矿床,基岩裂隙水补给单一,富水性弱—中等,开采受突水灾害影响程度弱。矿体及顶、底板岩体总体完整性及稳定性较好,工程地质类型为坚硬岩为主的矿床,工程地质条件中等。另外,文中对采矿中面临的水工环地质问题提出了防治对策建议。     

地下工程环境岩土工程问题研究与认识

优势面分析作为环境岩土工程与地质灾害研究的理论和方法,可为地下工程稳定性评价、设计和施工提供基础依据。将该理论运用于三峡、黑山峡、大柳树等重大水利工程,铁路国梁山隧道、高速公路老山隧道等重要交通干线工程,苏南核电站和蓄能电站、南京市地铁等工程中。通过对工程的选址定位、安全评价、设计施工等工作中的认识和体会,就研究目标（三个稳定性和突水分析）、问题关键（找优势面、优势层）、支护设计方法（四类）、支护和防水设计的人地谐调原理（针对性、地质工程原理、顺应自然）等多方面问题作以分析和研讨。     

工程场地的断层密度地质统计学分析

为了深入研究某工程场地内断层的地质特征,通过收集、整理工程场地的地质资料和较系统的野外地质调查,应用指示克里格方法分析了场地内断层密度的空间分布特征。研究表明断层密度具有明显的各向异性分布特征。断层密度分布的主变程方向为296.4°,与工程场地长轴方向一致,在此方向上断层密度具有较好的相关性与连续性,工程地质条件较差。次变程方向为26.4°,在此方向上断层密度的相关性差,工程地质条件则较好。建立了工程场地地表断层密度的定量数学模型,主变程1 692m,次变程759m,主变程方向296.4°,块金值0.127,基台值0.263。划分了场地工程地质带,工程场地南部边缘地质条件较差,中部至北部边缘地质条件相对较好。     

与地下水作用有关的地质灾害

人类发展演化过程中,经历了各种各样地质作用所造成的灾害,其中大部分地质灾害的形成都有地下水的参与。据大量事实统计,地下水与岩土体互相作用所造成的地质灾害具有类型的多样性、机理的复杂性、分布的广泛性、灾害的严重性和可控性等特征。同时,目前在生产和科研实践中对地下水作用致灾的重要性认识及勘察研究投入不够,在地质灾害评价预测中对地下水作用的定性定量分析是个薄弱环节。因此,必须强调和加强地下水与岩土体互相作用效应的勘察研究。地下水与岩土体间复杂的物理化学作用必然引起二者物质成分、性质和状态的变化。其中尤以地下水位升降和水力坡度的变化影响最大,从地下水作用致灾机理看,有静水推力、有效应力变化、渗透压力增大、水力楔入、冰劈、水的加载、水化、水击、土体冻融、淋溶和沉淀等作用。文中以渗透变形灾害为例分析了地下水与土体的相互作用效应。在此基础上提出勘察工作应以查明地下水的埋深和补给来源,查明沿渗流方向的地层岩性、成因、物质成分、厚度、空间分布和透水性为主。指出防治对策应针对灾害类型、机理、地质环境、保护目标不同,既以治水为主,又要区别对待,与环境保护同步考虑。     

断层特征参数地质雷达探测与识别的应用研究

在地下空间中,用地质雷达方法沿水平方向探测可以确定断层的位置及走向,沿垂直方向探测可以测定断层的倾向、倾角和落差,但不能用于查明断层面内充填物的详细情况。因此,采用地质雷达方法对断层部分特征参数的准确判定,对地下工程的开挖与维护具有一定的工程地质意义。     

川藏铁路鲜水河构造带地质选线研究

川藏铁路康定过境段线路穿越了鲜水河活动构造带,存在高烈度地震与活动断裂、高位崩滑流、高陡岸坡失稳、高地应力岩爆和大变形、高地温、高压突涌水等系列重大工程地质问题,是全线地震和地质风险最大的一段,现有的选线经验借鉴困难,定线难度大.该段选线过程历时数十年,在不断摸索中选取了地质风险相对可控的三道桥设站-折多塘露头-折多山...     

地下水水位及水温在查明矿区岩溶水补给条件中的应用——以福建马坑铁矿为例

综合利用马坑矿区积累的水位、水温资料,结合前期对矿区水文地质条件的认识,查明了矿区岩溶水在疏干条件下的补给的变化特征。矿区岩溶含水层以石炭系船山组至二叠系栖霞组灰岩为主,大气降水为其主要补给来源。矿区开采过程中由于矿山采石场开采灰岩造成的溶洞出露地表、采空塌陷裂隙、第四系扰动及沟谷堵塞等使大气降水入渗补给量增大;断层破碎带使分布于灰岩含水层上部的二叠系文笔山组泥质砂岩地层具有了良好的含水性及导水性,致使其上部加福组砂岩裂隙水通过小娘坑断层及F3断层等破碎带补给岩溶水;溪马河河水沿河床与F1断层交汇段渗漏补给岩溶水;深部花岗岩低温热水也沿F1及F10断层破碎带进入矿坑。      

西藏日喀则市查孜地热田地质构造特征与形成机制

查孜地热田位于冈底斯-念青唐古拉断块隆起区之当惹雍错-许如错南北向地堑区,区内岩浆岩分布较为广泛,活动性断裂较为发育,拥有形成地热的良好地质条件。结合区域地质背景和地热田地质及地球物理场的研究成果,分析了查孜地热田地热资源的形成背景、赋存条件和分布规律。研究表明,地热田的热储层为古近纪古-始新统火山岩。大气降水及融雪水的入渗补给为地热水提供了丰富的水源,活动性断裂构成了地热水深循环的通道,广泛分布的岩浆岩体为地热水提供热能来源,本区地下热水的成因类型可划归为岩浆岩-构造断裂型。     

南水北调西线工程地质灾害初步研究

南水北调西线工程位于新构造活动强烈的青藏高原东北部，采用深埋长隧洞方案经巴颜喀拉山输水入黄河，工程区的主要地质灾害包括活动断层和地震、冻土冻害、高地应力及岩爆、地温异常、库区库坡变形等。其中，活动断层及地震是调水工程区的主要地质灾害，对主要地质灾害的特征和破坏形式进行了探讨，并提出了有关治理措施。     

水质分析在重庆笔架山隧道防腐设计中的应用

我国是拥有隧道数量最多及总长度最长的国家。同时也是隧道病害最严重的国家之一。由于隧道的主体是处于天然介质环境中的人工地下结构，在运营中会出现衬砌腐蚀等多种病害和危害。进行合理的防腐设计对隧道的安全、舒适、正常运营具重大意义。在南方富含腐蚀性介质地区，地下水容易沿衬砌的各种孔洞渗流到衬砌内侧，成为隧道渗漏水，对衬砌混凝土等产生侵蚀作用，造成衬砌腐蚀。故地下水对混凝土的侵蚀性是隧道防腐设计的重要组成部分。作者在掌握笔架山隧道工程地质、水文地质资料及查明环境水含腐蚀性介质的来源、成分基础上，利用隧道水简(化学)分析、地质调查、裂隙水统计等手段定性及定量评价环境地下水对衬砌混凝土腐蚀程度。认为基岩地下水不会对衬砌产生化学腐蚀。从而科学地修正了隧道的防腐设计。此结论及时反馈于施工，在后来的施工中取消了耐腐蚀混凝土及其它混凝土外加剂，节省了投资，加快了施工进度。