徐州矿区奥灰岩溶水突出的原因与防治

徐州矿区开采深度大,水文地质条件复杂,水害严重。主要突出水源为奥陶系含水层。突水原因主要有:底板隐伏陷落柱或断层导水;底(顶)板含水层与奥灰含水层对接;顶板冒落裂隙带导通断层对盘的奥灰含水层;奥灰水通过基岩隐伏露头侧向补给矿井。其防治对策为:引进先进技术手段,探查分析奥灰岩溶水发育规律;分区隔离开采,完善防排水系统;注浆封堵突水通道;排供结合,综合利用。      

华北煤矿奥灰突水特点及防治对策研究

奥陶系灰岩含水层是华北地区各矿区煤层开采的重要水害,通过对奥灰突水及相关的案例分析,认为奥灰突水多发生在区域降水量大于700mm的矿区;导水断层和陷落柱是造成突水的主要通道;奥灰水也可以通过补给薄层灰岩而进入矿井;不同层段的奥灰岩,其富水性不同,奥灰岩顶界具有一定的隔水作用。针对华北地区煤矿奥灰突水特点,提出其防范对策应是加强不同层位的水文地质探查,重点防范集中导水通道突水,并进行中间层的改造。     

蔚县矿区奥灰水突水规律分析及防治水对策探讨

蔚县矿区煤系基底奥灰含水层是煤层开采底板进水的主要充水含水层,已发生多次突水灾害,造成了巨大的经济损失。在分析矿区水文地质条件的基础上,对矿区奥灰岩的富水性进行了分区。通过对多年来矿区生产矿井奥灰水突入矿井资料收集整理及突水点的时空特征的研究,得出了矿区生产矿井奥灰水突水规律：首先与奥灰含水层富水性有关;其次是断层,即使是落差不大的小断层也是突水的薄弱地段;开采1号煤层,底板隔水层厚度与水头压力是控制奥灰水突入矿井的主要因素。提出了以防为主、带压开采、封堵结合,避免强行疏排的奥灰水防治水对策,并对矿井防治水措施提出了建议。     

磨窝井田水文地质条件及勘探研究

作为华北大水矿区临城煤田的一个矿井——磨窝煤矿,在以奥陶纪石灰岩（以下简称奥灰）含水层为主的水文地质勘探上做了一系列的工作,目的在于查明井田奥灰水文地质条件,以解决下组煤的开采问题。由于特别重视水文地质的、“三边”工作和施工顺序,因而消除了大的失误。介绍其分析方法和设计施工原则,对于安排各矿区的水文地质勘探工程或有一定的借鉴作用。      

韩城矿区下峪口井田奥灰含水层水文地质条件分析

奥陶系石灰岩含水层作为韩城矿区煤系地层基底,是煤层开采中的主要致灾因素之一,也是矿井生产必须首要解决的重点问题。本文通过在已有科研成果的基础上,结合生产实际揭露的相关资料对下峪口矿井奥灰含水层水文地质条件进行了综合分析,结果表明奥灰含水层是一个非均质的具有多层段结构的复合承压水体;补给来源主要为井田边界东南处的大气降水的渗入和河流流经灰岩出露地段的渗漏补给;沿矿区边浅部断层走向方向是主要的来水方向与导水通道;随着埋深的增大,奥灰含水层的渗透性急剧减小。研究结果为下峪口井田的煤炭资源绿色、安全、高效开采提供了指导意义。     

孙家沟煤矿水文地质特征及矿井水害防治研究

通过对神华集团孙家沟矿区水文地质条件分析,认为矿区的主要充水含水层是底板奥灰岩溶水,并对其充水特征进行了详细介绍,提出了矿井水害的防治措施和建议,从而为建立矿区的防治水保障体系,编制矿区的防治水规划提供了基础。     

东滩煤矿奥灰放水试验数值模拟

奥灰水是东滩矿下组煤安全开采的主要水害威胁和重点防治对象。东滩矿下组煤底板奥灰水压高达7.20~11.46 MPa,在不考虑底板受采动破坏影响下,奥灰对17煤的突水系数为0.077~0.158 MPa/m,最小值亦接近现有规程标准上限值(0.10 MPa/m)。为了查清奥灰含水层水文地质条件进而制定合理的奥灰水防治措施,基于矿井的水文地质条件及奥灰放水试验,建立了适合本矿井的水文地质模型,并利用地下水模拟软件Visual Modflow,计算了奥灰含水层水文地质参数。通过验证,该水文地质模型能够客观的反映奥灰天然流场,为今后预测矿井涌水量、奥灰疏降水量提供了依据。      

红岭煤矿水文地质特征及充水因素分析

通过对矿区含、隔水层及断层带水文地质特征的分析和井下水文地质现象的观测,认为目前矿井开采煤层较浅,以二1煤顶板直接含水层充水为主,水量不大;但随采掘的延深,煤层下伏的太原组灰岩和奥灰含水层,会在断层的影响下,与其它含水层发生水力联系,对矿井开采形成威胁。根据对矿井充水因素的分析结果,指出目前矿井的充水强度不大,充水通道主要为断层带,在开拓-800m水平时,应注意构造破坏或隔水层薄弱地段,此地段有可能出现奥灰水突入矿井的危险。为防止矿井突水,提出了建立健全地下水观测系统,加强井下钻探和物探工作,重视邻近矿井老窿水监测等矿井水害防治工作建议。     

基于脆弱性指数法的韩城矿区11号煤层底板突水危险性评价

在全面分析韩城矿区地质与水文地质条件的基础上,应用相关因素分析方法,提出研究区煤层底板奥灰含水层突水的指标体系,并以多个典型煤矿为例,重点分析了受奥灰含水层威胁最严重的11号煤层底板突水的影响因素;构建了有效隔水层厚度、褶皱规模、含水层富水性、断层规模4个评价指标;采用脆弱性指数评价方法对11号煤层底板突水的危险性进行了分区。      

山西省柳林矿区地下水水化学和同位素特征研究

山西省柳林县地方煤矿众多,各生产煤矿受"太灰"、"奥灰"岩溶水的威胁十分严重,但对整个矿区内含水层的水文地质特征认识程度较低。在山西省柳林县兼并重组整合煤矿区水文地质补充勘探项目基础上,通过研究柳林矿区内各含水层的地下水化学特征,进一步提升该区对煤矿开采有影响的含水层地下水赋存规律的认识程度,确定了柳林矿区主要含水层的特征离子,为今后矿井突水水源的研究判别提供依据;同时通过水化学同位素特征揭示了矿区内奥陶系含水层的补给、径流、排泄条件,即矿区地下水补给来源为大气降水,矿区位于柳林泉域岩溶地下水的集中排泄区下游,区内岩溶地下水径流滞缓、水循环条件差。     

山西省离柳矿区沙曲井田数值模拟及矿井涌水量预测评价

沙曲井田位于山西河东煤田离柳矿区的中部,处在柳林泉域岩溶水系统的径流区。矿区奥灰水水量大,水位标高为+797～+802m,其中的4#煤底板承受奥灰水压2～5MPa,10#煤底板承受奥灰水压3～6MPa,属带压开采矿井。利用井田以往的地质及水文地质勘探资料,应用GMS软件建立矿区三维立体模型和地下水渗流的数学模型,实现水文地质结构三维可视化,使数学模型能正确地反映预测区的水文地质条件,达到数值仿真效果;应用有限差分数值法,对开采上组煤(3#+4#)和下组煤(8#+9#、10#)时,石炭系太原组灰岩含水层和奥陶系峰峰组含水层的疏降进行矿井涌水量预测,为矿井的安全生产和防治水工作提供依据。     

深部矿井水煤共采水文地质数值分析

针对兖州煤田下组煤深部开采受奥灰高承压水威胁以及当地大型煤化工企业生产用水量大的现状,在已进行的水文地质勘探及放水试验基础上,评价奥灰富水性,并采用有限差分法进行奥灰疏水降压数值模拟研究,提出水煤共采观点。研究结果表明:兖州煤田深部奥灰水压高,合理布置水煤共采孔,可以实现奥灰水位的有效疏降,疏降中心区水位最大降深可达110 m,突水系数显著下降,提高了下组煤开采的安全性;同时可提供煤化工43200 m3/d的供水量,能达到可持续的、水资源保护性的供水效果,实现下组煤的水煤共采。     

临涣矿区突水水源标型微量元素及其判别模型

利用示踪不同含水层水文地球化学特征的标型微量元素捕捉突水预兆期内的水文地球化学信息,建立判别模型分析煤矿重大突水水源,具有重要的理论与实践意义。本课题利用任楼井田及所在临涣矿区其他生产矿井的长观孔、矿井出水点从上而下分别取第四系第四含水层、二叠系煤系砂岩含水层、石炭系太原组岩溶含水层及奥陶系岩溶含水层24个水样,测试了24种微量元素含量。通过分析4类主要突水含水层微量元素含量与聚类规律,得到了Be、Zn、Ga、Sr、U、Zr、Cs、Ba8种主要突水含水层的标型微量元素,建立了以标型微量元素作为解释变量的突水水源Bayes线性判别模型。以24个水样为训练样本,得到模型判别正确率达到了80%,并分析了区域水循环与水文地球化学演化对判别模型效果具有一定程度的控制作用。     

新生界松散含水层抽水试验止水方法的研究——以祁东煤矿南部采区水文地质探查工程为例

两淮煤田绝大部分是被厚数百米的新生界松散层掩盖,其中含有若干个含水层,为掌握这些含水层的富水性和水文地质特征,需要对含水层进行抽水试验.新生界松散含水层抽水试验止水方法有多种,通过对祁东煤矿南部采区水文地质探查工程SQ9孔新生界底部“四含”抽水试验止水方法的研究,提出了一种简便而有效的止水方法.     

地下水化学动力学基本理论在矿井水文地质中的应用

根据西峪煤矿水化学及相关水文地质资料,运用地下水化学动力学的基本理论和方法,对西峪煤矿奥陶系峰峰组岩溶含水层水文地质条件进行了定量评价,从而划分出了含水层的强、弱径流带,为煤矿的安全生产提供了依据。     

Three step-drawdown dewatering test in unsteady flow condition: a case study of the Siwan coal mine in North China Coalfield

A dewatering test is a common tool to estimate the physical properties of water-bearing layers in coal mines. The three step-drawdown dewatering test of unsteady flow, which combines both steady and unsteady flows, is designed in this study. The test design involves the identification of hydrogeological conditions, calculation of hydrogeological parameters, and prediction of mine water yields, particularly those of the Siwan coal mine in the coal mining district of Hebi. The results show that the water storage and the abundance of the second limestone aquifer in Taiyuan formation (L₂) is limited and easy to drain, while the Ordovician system aquifer (O₂) lateral recharges the L₂ by the F₈ fault. The correlation curve method, the cone balance method, and the analytical method are conducted in this study. Results show that the average water yield was 1436.1 m³/h when the water level of L₂ decreased from +?127 m to +?17 m. The three step-drawdown dewatering test not only provides ways to enrich the experimental data and reveal hydrogeological conditions, but it can also be adopted in several approaches to predict mine water yields.     

Ordovician limestone karst development law in Feicheng coal field

Being the basement of coal measure strata in North China coal mine, the Ordovician karst aquifer is the baleful source of water for exploiting the Carboniferous coal bed. The coal mines that the exploitation transfers into the deep stratum will be threatened by deep high or super-high pressure confined water from Ordovician. Mastering the vertical development law is one of the basal and prerequisite works for emancipating deep coal resources and ensuring safety for exploiting the deep coal bed. Based on the statistics of exploratory boring data, a slide test and an X-ray diffraction experiment, the results of Ordovician vertical development were obtained. The results are as follows: limestone karsts 0–30 m below the top are undeveloped; those 30–50 m away from the top are the most developed, and those over 50 m are also undeveloped similar to the first ones. The property of the aquifer of the Ordovician limestone karsts from the working face floor (numbered as 101002) in the Caozhuang coal mine is explored using a 3D high-density electrical technique for the well and drill hole data. This confirms the vertical development law and provides evidence for floor prevention and control of water disasters.