预防底板突水的目的含水层水文地质试验研究——鲁中煤田下组煤水文地质补充勘探方法

针对淄博、济东、肥城等华北型石炭二叠系煤田大水矿区原有煤田水文地质勘探阶段资料程度难以满足下组煤带压开采防治水的情况下,选择了预防底板突水中间指示含水层--处于下组煤层与奥灰之间的徐家庄灰岩进行了的采掘前矿井水文地质勘探.充分利用井下巷道,以井下放水试验（包括示踪试验）为主,井上、下结合同步观测,分块（分片、分区）、分层、分阶段及局部、联合放水试验分步骤逐渐暴露水文地质条件,肥城和济东等矿区的实际勘探效果证明针对中间指示含水层进行综合水文地质勘探可达到事半功倍的效果.     

肥城矿区地下水资源分析研究

为正确认识和解决地下水资源开发利用中存在的问题,通过检测地下水水动力条件和水化学条件的变化,对肥城矿区地下水资源现状进行了科学分析。研究认为:肥城盆地大气降水量的大小将直接影响来年地下水位的高低;四灰和五灰岩溶水中的氟离子含量普遍较高;第四系孔隙水普遍遭受了氮污染,其硝酸盐含量较高,从而使奥陶系含水层中也含有较高的硝酸盐组分;地表水及矿坑水硬度、矿化度都超标,同时存在大量硫酸根;矿井水经沉淀去除悬浮物后,可以达到污水综合排放、景观用水及煤矿井下防尘用水标准。另外,聚类分析和因子分析表明,五灰水与奥灰水普遍存在密切的水力联系。      

保安煤矿西翼3煤层开采安全性研究

通过对矿区水文地质条件的分析,认为开采3煤层时的主要充水含水层为顶板砂岩裂隙水和底板奥灰水,以奥灰水最为突出。采用突水系数法及阻水系数法计算煤矿西翼3煤层开采的有效隔水层厚度为37.6m,运用大井法计算工作面开采过程中最大涌水量为98.3m3/h。研究认为：工作面可以进行带压开采,在巷道和工作面开拓中必须在井下施工探放水孔,在富水区进行疏水降压,达到安全开采的目的;开采F20、F35断层附近时应留足防水煤柱,并对奥灰进行疏水降压,以免发生突水事故。     

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。     

水文地球化学方法在研究矿区水文地质条件中的应用

应用水文地球化学方法,研究了肥城西部矿区不同含水层的水化学特征,分析了它们相互间水力联系方式与联系程度,推断了奥灰水越流补给煤系灰岩水的补给地段,大致估计了其补给量,为防治水方案的制定提供了依据。      

查找垂直导水通道的水文地质试验方法

华北型煤田下伏的奥灰岩溶裂隙含水层,通过垂直导水构造与煤系含水层发生水力联系。这些垂直导水通道隐伏性强、横断面有限,用常规的水文地质勘探方法难以查找。在开滦、肥城等矿区,选择位于最下部可采煤层和奥灰之间的某一含水层作为“中间指示含水层”,在其中寻找反映下部水源补给含水层性质的“水文地质异常区”,通过放水试验,进一步缩小其范围,查明了３个垂直导水构造。以上实例说明在水文地质条件类似的大水矿区,应用此     

水文地球化学方法在煤矿水害研究中的某些应用——以平顶山、肥城矿区研究为例

矿井防治水的理论和工程实践表明，水文地球化学方法是矿井水害预防和治理工作中较为有效的一种方法，以平顶山矿区、肥城矿区为例，阐述了水文地球化学方法在水害研究中的某些应用，在平顶山矿区、环境同位素（氢、氧）和统计分析（聚类分析）技术的研究结果，进一步证实和校正了以往对该区水流系统的概念模型，即局部水流系统和过渡水流系统（或西南部和东北部子系统）的划分仅适于寒武系灰岩含水系统；砂岩含水层在矿区中、北部低山区接受大气降水补给，并有可能补给薄层灰岩含水层。在肥城矿区，地下水示踪试验结果表明，该区的GF9，F7－1、F7－3断层在试验段内具有较强的导水性，奥灰水可通过上述断层并以不同特征的通道和速度继续径流并补给各井下出水点，因而是该区煤矿安全的主要威胁。     

基于水化学成分与聚类分析的矿井水补给关系判别

井下放水试验是确定矿井各含水层间水力联系的常用方法之一。为了判别目标含水层与矿井其他含水系统间的联系,基于矿井不同含水系统水化学成分的差异,选取7种常规水化学成分指标对放水过程中目标含水层水源进行分析。以淮北矿区桃园煤矿Ⅱ4采区太原组灰岩含水层放水试验为例,采用水化学特征分析与系统聚类分析的方法,对放水试验过程中太灰水化学成分的变化进行对比分析。研究结果表明:随着放水试验的进行,太灰水质不断向奥灰水质接近,且采区太灰水与奥灰水欧氏距离最小,为185.01,通过系统聚类分析得出,太灰水与奥灰水可优先聚为一类,说明放水试验过程中太灰水受到奥灰水的补给,研究结果为矿井下一步防治水措施的选择提供依据。     

煤矿吉下高分辨率地震探测技术

通过井港波场分析，提出了矿井高分辨率地震反射技术针对的施工方法和处理手段，并结合龙口矿区、新集矿区两个应用实例，证实了矿井巷道浅层地震技术的可行性。该技术适用于在多煤层、急工层开采帮区，井下探测隔水层厚度、下组煤构造、奥灰界面、上我水砂岩界面等。     

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。     

霍西煤田汾西矿区奥灰水资源赋存特征及分布规律

汾西矿区奥灰岩溶水属郭庄泉域岩溶水系统，它和整个系统既有密切的水力联系，又有其独特的赋存特征。根据多年勘探资料和郭庄泉的研究成果，探讨了矿区内奥灰岩溶水的赋存特征，并结合构造分布和水文地质规律，分析了岩溶水的富集和运移特性，初步总结了奥灰水在本矿区的分布规律。     

平果铝平南赤泥堆场岩溶地质问题与防治技术

平果铝平南赤泥堆场地内受过构造强烈挤压作用的白云质灰岩可溶性中等但裂隙极为发育,在年降水量大（年均1374.2mm）、年蒸发量大（年均1572.6mm）、气温高（年均21.8C）的气候条件下,岩溶沿地质构造呈带状不均匀发育,形成了14个不同发育程度的岩溶区。堆场内浅表岩溶较深部岩溶发育,浅表岩溶的主要形态有落水洞、溶沟（槽）,深部岩溶的主要形态是溶蚀裂隙。堆场内岩溶形成了小型树枝状的暗河网,且与场外地下水相联通。堆场内岩溶的渗漏有管道集中渗漏和裂隙分散渗漏两种类型,按渗漏强度可分为强岩溶渗漏区、中等岩溶渗漏区和弱岩溶渗漏区。强岩溶渗漏区的防渗措施是对于中小型的岩溶先充填,大的岩溶用盖板跨越,然后再进行防渗铺盖,其他两区则先充填、整平,再进行防渗铺盖。     

山西省寿阳县超深水位岩溶矿泉水田的开发与利用

山西寿阳县矿泉水田位于娘子关泉群岩溶水系统西北部补给径流区。受多期构造影响,使该处奥灰岩溶深埋,而其深部地下水交替却较为积极,使补给区游离CO2随大气降水进入岩石裂隙,溶解奥灰岩中的菱锶矿,形成了超深水位岩溶矿泉水田。该处矿泉水具有高锶、低钠特征和优势,且含有锶、锌、钼、偏硅酸等有益于人体健康的元素或组分,有较好的开发前景。     

徐州岩溶塌陷时空分布规律及成因分析

文章通过对以往岩溶地面塌陷勘查工作成果进行系统梳理,揭示了徐州地区裸露型岩溶和覆盖型岩溶的分布规律及历史上岩溶塌陷的时空分布特征,发现塌陷的分布具有明显的规律性:(1)塌陷受废黄河断裂带控制,离废黄河断裂带越近岩溶发育越强烈,离废黄河断裂带较远的部位岩溶发育明显减弱;(2)塌陷主要分布于浅部岩溶强烈发育地段的奥陶系灰岩中,少数分布于寒武系灰岩之中;(3)塌陷集中分布在古河道形成的,砂性土单层结构地段,少数分布在砂性土-黏性土双层结构地段;(4)塌陷全部位于岩溶水开采降落漏斗内。结合岩溶塌陷的时间与地下水的动态活动过程之间的关系,全面分析地面塌陷形成的原因,提出了古河道与废黄河断裂带的重叠部位为岩溶地面塌陷发生的有利部位,但最终发生地面塌陷则是人类工程活动过程引起岩溶水位剧烈波动——大幅、快速下降的结果。该研究成果可为徐州市今后进一步防治岩溶塌陷地质灾害提供地质科学依据,有重要的实用价值。      

利用地震资料提出物性参数进行奥灰岩溶水流体预测

搞清奥灰岩地层裂隙发育带的裂隙分布,进行岩溶水流体预测,对于建矿寻找水源及采煤防水是至关重要的。本文利用振幅保真处理,获得连续性比较好的奥灰岩地层顶界面反射波同相轴,根据Ｂｉｏｔ理论的基本观点,结合地下流体力学理论,利用奥灰岩地层地震资料的振幅、反射系数及层速度等信息,提取奥灰岩地层流体密度等物性参数及流体参数。从而预测奥灰岩溶水的分布范围,为水文钻探找水提供依据。本文利用山西潞安及山东许厂等地区的地震资料,预测了奥灰岩含水地层的流体分布,取得良好的地质效果。     

天津市古潜山奥陶系岩溶裂隙发育规律研究

奥陶系在天津平原区是具有开发前景的基岩热储,但是在开发过程中发现,该层岩溶裂隙发育极不均匀,富水性相差较大,给施工带来一定的难度,严重阻碍着地热资源的开发进程。为此,对全市近百眼揭露奥陶系地热井的资料进行对比分析,对不同构造单元奥陶系一、二类裂缝发育和原始出水量情况进行统计,总结其岩溶裂隙发育规律。研究结果表明:岩溶裂隙多分布于灰岩较纯的马家沟组,泥质灰岩较发育的亮甲山组和冶里组次之;在埋深小于2 300 m的地区,奥陶系裂隙发育随地层厚度的增大而增大;上覆地层为新近系和中生界的岩溶裂隙发育厚度大于上覆地层为石炭系的;双窑和潘庄凸起岩溶裂隙较发育,富水性较好;张性断裂附近岩溶裂隙最发育。据此可知,岩溶裂隙多分布在张性断裂附近、灰岩较纯的马家沟组,以及埋深较浅、上覆地层为新近系和中生界的凸起区,这些地区富水性较好,可为地热开发提供可靠依据。     

太原西峪煤矿9号煤层带压开采危安区的划分

西峪煤矿位于太原西山岩水系统的晋祠岩溶水亚系统内的非主径流带上，由于本矿区9号煤层除最南端有小部分9号煤层底板高于水头外，其余全部处于水头之下，因此，奥陶系灰岩水已严重地威胁着9号煤层的安全开采，特别是在底板隔水岩柱薄弱地带或断裂陷落柱构造破碎带，已存在着岩溶水突破隔水岩柱溃入矿坑的危险性，本文着重研究并划分了矿区9号煤层带压开采的安全区与危险区，目的是为煤矿带压开采提矿坑的危险性，本文着重研究并划分了矿区的9号煤层带压开采的安全区与危险区，目的是为煤矿带压开采提供宝贵的资料。