水压在底板突水中的力学作用

分析了水与水压在底板突水中的力学作用，即水对岩石的软化作用；水压对裂隙介质岩体的力学作用；水压在断层中的水楔作用；突水过程中水流的冲刷扩径作用和水压对突水的动力作用。     

焦作矿区充水特征及突水预测

焦作煤矿是我国著名的岩溶大水矿区，突水危害严重。本文从水文地质入手，在分析矿床充水条件的基础上，对突水机理进行分析研究：确定了中奥陶统岩溶发育带、岩溶水强径流带、构造、水压、隔水层厚度、矿压诸因素对突水的作用和影响，对突水频率、突水强度进行预测，初步提出了减少突水频率、降低突水强度的措施。     

范各庄矿12煤底板突水过程模拟分析

以范各庄煤矿水文地质条件为基础,建立了承压水上采煤的岩体水力学模型,应用岩石破裂过程渗流-应力耦合分析系统(RFPA2D-Flow)模拟分析了范各庄矿12煤层底板开采扰动下,裂隙形成、扩展到突水通道最终贯通形成突水的全过程。通过对损伤区分布、应力场和渗流场的演化分析,揭示了开采扰动及水压驱动下完整泥岩底板由隔水岩层到突水通道的演化过程,对突水通道进行了模拟定位,并对不同水压条件下含水砂岩层对底板突水的影响进行了分析。结果表明:12煤底板突水问题取决于含水砂岩中的水压力,在假设隔水层厚度不变时,水压力与突水系数呈正相关关系,随着水压的增大突水越易发生。该研究为12煤底板突水预测与防治提供了理论依据。      

基于岩性-结构的煤层底板突水危险性评价

煤层顶底板突水危险性预测与评价是煤矿突水灾害防治的基础和依据。针对煤层底板隔水介质条件,分析了煤系岩石力学性质,煤层底板突水的岩性、结构和厚度特征,建立了煤层底板突水危险性评价理论和方法。研究表明:煤层底板隔水介质条件取决于隔水层岩性和断裂构造,随着底板泥岩含量增加,煤层底板隔水性能增高,但抗水压能力降低;随着断裂发育程度的增加,底板隔水层由完整结构、块裂结构到碎裂结构和松散结构,煤层底板抗水压能力和隔水性能均降低,突水危险性增大。煤层底板抗水压能力与煤层底板隔水层厚度密切相关,统计表明,煤层底板受的极限水压p与底板隔水层厚度h之间为2次幂函数关系。在传统突水系数的基础上考虑了隔水层的岩性和结构特征,提出了煤层底板突水危险评价分类;进一步根据水压P_w与岩体破裂压力P_c关系和水压P_w与最小主应力σ_hmin关系判断是否突水。      

煤矿突水危险度研究

目前,煤矿突水安全评价体系主要是采用突水系数法、经验类比法、理论计算法。这些方法在评价中存在着诸如不确定因素的影响、有一定的的局限性及参数难以获得等问题,致使突水预报不够准确。基于煤层底板含水层水压、隔水层厚度、隔水层强度和采动破坏等因素的研究,提出了突水危险度的计算公式。从对各突水因素的敏感性分析可以看出,最敏感的是底板岩层阻水带厚度,敏感性程度达36％,其次是沿推进方向工作面老顶初次来压步距,敏感性程度达18％,然后是作用于该区底部的水压、底板采动导水破坏带深度和底板岩体抗拉强度,敏感性程度达10％,据此认为确定的突水危险度公式是合理的。河北、山东和江苏等地的评价实例表明突水危险度法的判定结果与实际情况相符,说明该方法是一种简单、高效、准确的突水预测方法。     

关于突水系数的讨论

煤层底板突水在我国华北型煤田矿井采煤过程中经常发生。带压开采条件下,预测底板突水和评价突水危险程度的主要方法是突水系数法,但是关于突水系数计算、临界突水系数的确定等还存在一些值得讨论和研究的问题。在阐述带压开采和突水系数理论的基础上,给出了突水系数的各种计算公式及公式中有关参数确定方法,详细说明了临界突水系数的由来和应用条件,提出了计算突水系数的新公式。新公式不仅考虑了水压和隔水层厚度,而且考虑了底板破坏深度、导升高度和奥灰顶部隔水段等因素,为计算和统计分析确定突水系数新的临界值奠定了基础。      

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。     

焦作矿区演马庄井田突水地质条件分析

井下突水的相关因素主要是岩性、层间距、构造、水压和开采因素，而地质条件即岩性、层间距和构造控制着突水的分布。本文通过对焦作矿区演马庄井田突水介质条件（岩性、层间距）和突水构造条件的研究，对井田内突水危险地带进行了预测，所得结论对井巷工程设计和煤矿生产具有一定意义。     

老公营子煤矿煤层顶板突水机理

为探查内蒙古平庄煤业(集团)有限责任公司老公营子煤矿Ⅰ03(2)工作面突水机理,从工作面涌(突)水量、含水层地下水位、突水点水质3个参数的动态变化判别了突水水源,认为第四系含水层水的参与使矿井涌水量变大而引发突水;从导水裂缝带发育高度、有效隔水层性质、基岩风化带厚度3方面分析了导水通道的形成过程,认为由导水裂缝带、顶板含水层水压作用下的渗流通道和基岩风化带组成的复合导水通道是突水发生的原因。揭示了煤层顶板突水是在特定地质、采矿条件下发生的一个动态变化过程,导水裂缝带是否波及主要充水含水层并非突水是否发生的唯一判据。      

开滦矿区地应力场特征及其研究意义

地应力是影响矿井突水的重要因素之一,是存在于地壳中的重要能量场条件。采用现场应力解除法对开滦矿区多个矿井进行了地应力测试,分析了研究区现今地应力分布规律,在此基础上,建立了煤层底板突水危险性与岩石力学性质及地应力之间的相关关系和模型,对范各庄矿12煤层底板和东欢坨矿12-2煤层底板突水危险性进行了评价。研究结果表明,本区地壳浅部现代地应力作用较强,整体处于近东西向挤压应力场中,在挤压应力作用下,煤岩层应力状态主要表现为水平主应力大于垂直主应力,原岩应力主要由构造应力和自重应力场构成。煤层底板突水危险性受岩石力学条件和地应力所控制,当岩石破裂压力大于水压（Pf〉Pw）,则不产生突水;若岩石破裂压力小于水压时,则有可能突水。当承压水的水压（Pw）小于最小水平主应力（σhmin）时,不会产生突水。只有当承压水的水压（Pw）大于最小水平主应力（σhmin）时,存在突水危险性。范各庄矿12煤层底板和东欢坨矿12-2煤层底板破裂压力（Pf）和最小主应力（σhmin）均大于其底板岩体承受的水压（Pw）,本区在无构造破坏卸压条件下是不会发生底板突水的。     

挖掘吉林省水资源潜力，解决水资源紧缺问题

吉林省是一个水资源紧缺的省份。随着社会经济进一步发展，人口不断增加和城市化进程加快，未来水资源的供城矛盾将日趋尖锐，供水紧缺已成为全省经济和社会发展的重要制约因素。为了充分挖掘全省水资源开发的潜力，解决水资源紧缺问题，该文按不同地区，从实际出发，有针对性地提出了现实的，应急的对策，同时也提出了许多对全省有长远战略意义和创新性的技术对策。如洪水资源的开发和修建地下水库等建议即是。     

面向需水管理的居民用水行为研究进展

需水管理是水资源管理新趋势,居民用水行为研究是需水管理的微观基础。从居民用水行为的社会学、经济学及计算机模拟研究方面,述评国内外研究进展,为相关研究提供借鉴。社会学研究从易测量的客观因素开始,通过潜变量指代等方法逐步拓展至难以度量的主观因素,依靠计划行动理论揭示要素影响机理。经济学研究通过计量经济学模型评估需求价格弹性、水价结构与收取方式的影响、用水管制与价格调控的综合影响及适用条件。计算机模拟研究注重算法改进,向多代理人模型拓展,与复杂网络、社会影响理论结合,重演历史水资源事件及管理策略效应,提出改进建议。国内总体处于跟随阶段,注重研究方法与国内实际相结合。未来研究需加强社会学、经济学和计算机模拟的综合。     

浅层包气带水汽昼夜运移规律及其数值模拟研究

西北干旱、半干旱地区,浅层包气带水分通量主要由水汽组成,而水汽在运移过程中产生的能量转换和质量迁移是地表质能平衡计算不可缺少的重要源汇项。在野外进行一个沙坑实验,发现土壤水在中午(12:00—15:00)达到最大值(10cm深度,5.9~6.1cm3/cm3;30cm深度,11.9~13.1cm3/cm3),而在凌晨(02:00—05:00)出现最小值(10cm深度,4.4~4.5cm3/cm3;30cm深度,10.4~10.8cm3/cm3)。为进一步验证该实验条件下的土壤水运移及分布规律,考虑了土壤水、汽、热耦合运移的HYDRUS-1D模型被用来对实验过程进行模拟,模拟结果与实测结果吻合较好。为描述土壤水分昼夜运移模式,笔者将土壤水耦合运移的时间信息和空间信息进行同步分析;并根据土壤水运移的不同驱动力,分别对温度梯度、基质势梯度作用下的液态水及汽态水通量进行了分析。     

从全国水环境数据库看中国水环境状况

以全国水环境数据库的监测记录为第一手资料,以各大流域片为单位,从宏观上介绍了各大流域片的水质总体概况,包括各类水质所占比例、污染水质的超标物类型等,基本反映了我国各大流域在20世纪90年代的水质状况以及水环境的时空变化特征.总的来说,我国的水环境状况不容乐观,水质污染比较严重,尤其是我国北方的流域片.     

水资源可利用量计算

水资源可利用量是从资源利用的角度,分析流域及河流水系可被河道外消耗利用的水资源量,对流域水系水资源开发利用程度的总体控制,水资源合理配置和水资源承载能力的研究具有实际意义。从阐述水资源可利用量的基本概念入手,提出了地表水资源可利用量和水资源可利用总量的计算方法,计算了全国及水资源一级区的可利用总量,同时分析了我国水资源开发利用的程度、限度和潜力。     

生态需水的理论内涵探讨

从生态系统水分循环的角度,较系统地探讨了生态需水的理论内涵,对生态系统水资源配置中相关且容易混淆的概念加以辨析,并分析了它们之间的相互关系.研究认为:生态缺水是生态系统水资源配置最直接的依据,而生态需水、生态储水的计算评价则是确定生态缺水的基础.通常,生态系统的水资源配置,必须在区域生态调查的基础上,结合社会经济发展状况,提出生态目标,然后进行生态需水估算、生态储水评价、生态缺水评估,并通过生态用水的可行性分析,最终确定生态保护和建设的水资源配置方案.     

国际河流的水权及其有效利用和保护研究

国际河流水资源由于其自然跨越一个或多个国家而成为流域内各国共享的自然资源,这意味着国际河流水资源的所有权也将为多国共同享有,即多国共同享有河流水资源的所有权(简称"水权")。通过对国际河流水权特点的分析,为实现水资源的有效利用,对国际河流水权市场化和水权保护进行了初步探讨,认识到各国的国际河流水权具有:有限的水资源利用权,水资源的保护义务,在一定条件下进行水权交易的权利,提出:各国的国际河流水权应保持相对的稳定,流域国间应建立一定的水权协议和水权有效利用的监督机制等。     

我国城市缺水研究

选取了全国365个城市作为研究对象,进行城市需水、供水和缺水分析,并按照六大分区统计汇总。分析结果表明:按1999年水平年研究城市总需水量为663.4亿m3,总供水量为599.9亿m3,缺水量达63.5亿m3,如果除去超采的32.2亿m3地下水,缺水量达到95.7亿m3。进一步分析认为全国667座城市缺水达到105亿m3。分析制定了缺水标准,据此,研究城市中有275座城市缺水,其中重度缺水城市达93座,并进行了缺水城市的缺水性质、缺水分布和缺水影响的分析。     

用水合理性评价指标探讨

用水合理性不能简单根据灌溉定额、万元工业产值用水量的高低来判断.在比较各地灌溉定额、工业用水定额的高低时,应考虑各地种植制度、产业结构的特殊性.用水合理性评价应该考虑用水的可持续性、社会公平和经济效率三个方面,并建立和采用较全面的评价指标体系.尤其值得注意的是:因为其它资源及其开发的空间分布的限制,水资源利用效率的空间分布偏离了越是资源紧缺的地区资源利用效率越高的一般规律,耗水大的行业如煤炭采选业、火电工业也可能布局在水资源较缺乏的地区.     

水资源(环境)承载力的研究进展

概述了水资源(环境)承载力的概念、特征、量化评价方法及其总体研究的进展。强调了系统研究水资源(环境)承载力的重要现实意义。指出了当前研究中的不足,以及有待进一步研究的问题。