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。     

代池坝煤矿深部水文地质条件研究及涌水量预测

代池坝煤矿进入深部开采,通过对矿区深部水文地质条件研究与矿井充水因素分析,认为矿床充水含水层为富水性弱^中等的砂岩裂隙含水层,各含水层间水力联系差,深部开采面临含水层地下水水压变大,具有一定的危险性。矿井主要充水水源为大气降水、含水层砂岩裂隙水、地表水和采空区积水。矿区主要充水通道是煤层开采后形成的导水裂缝带和矿区范围内11个报废钻孔。采用了比拟法的计算:深部标高+320中等的砂岩裂隙含水层,各含水层间水力联系差,深部开采面临含水层地下水水压变大,具有一定的危险性。矿井主要充水水源为大气降水、含水层砂岩裂隙水、地表水和采空区积水。矿区主要充水通道是煤层开采后形成的导水裂缝带和矿区范围内11个报废钻孔。采用了比拟法的计算:深部标高+320⁺50m范围内正常涌水量为234m+50m范围内正常涌水量为234m³/h,最大涌水量为509m3/h,最大涌水量为509m³/h。     

霍州矿区岩溶水对下组煤开采的威胁及构造控水研究

霍州矿区下组煤炭资源储量占总储量的53％以上，但由于下组煤层底板标高普遍低于其下部奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层水位。加之矿区内构造发育，水文地质条件复杂，对下组煤的开采构成了威胁。通过对霍州矿区水文地质条件的分析与研究认为。各井田下组煤开采受岩溶水威胁的程度不尽相同。为保障矿井安全生产，要有针对性实施各井田下煤组的开采方法及防突水措施。     

区域分解算法在井田放水试验模拟中的应用

奥陶系灰岩构造、岩溶发育,对许多井田安全开采构成严重威胁。利用放水试验及数值模拟方法可以有效地查明该含水层主要水文地质特征。运用区域分解法的基本思想对某井田放水试验进行数值模拟。根据井田内的主要构造分布及性质,选择界面上通量一致的条件将原问题分解为各子域问题,各子域内采用有限单元法求解。模拟结果显示区域分解算法可以有效的应用于矿区含水层地下水运动的数值模拟。     

复杂岩溶矿区疏干条件下的地下水数值模拟——以福建省马坑铁矿为例

由于岩溶含水介质的空间不连续性及空间异性,复杂岩溶矿区含水介质的概化及涌水量预测一直都是地下水数值模拟的难点。本文以马坑铁矿为例,对复杂岩溶矿区疏干条件下的介质概化进行了研究,以此构建了地下水流数值模拟模型,并利用地下水位动态及涌水量资料对模型进行识别和验证,然后分别对矿区未来+100m、0m开采水平的矿坑涌水量进行了预测,结果表明:+100m、0m开采水平的矿坑涌水量分别为36900m3/d、38250m3/d,可见目前矿区疏干仍面临较大压力,应尽快采取多种措施以降低地下水位,保证采矿安全。      

吴堡矿区横沟井田矿井充水因素评价

吴堡矿区赋存着丰富的煤炭资源,但开采技术条件较复杂,其中水文地质条件复杂是影响煤炭开采的主要不利开采技术条件。本文依据横沟井田勘探资料,较全面地分析了井田水文地质条件,并着重评价了井田矿井充水因素。认为黄河水对横沟井田煤炭开采无影响;奥灰承压水对山西组煤层开采在正常地段不会造成危害,对太原组煤层开采有很大的威胁。并提出太原组煤层能否开采利用,还需进一步作详细地质勘查研究工作。     

彬长矿区煤层气储层参数及开发潜力

彬长矿区煤的变质程度低,矿井瓦斯涌出量大,瓦斯治理形势日趋严峻。根据矿区地质勘查、井下及煤层气井所获得的地质资料显示,煤层气开发的主要目标4煤层厚度大,分布稳定,煤体结构好,渗透率和气含量相对较高,气含量最高可达6.29m3/t,估算煤层气资源量为132.743×108m3。依据煤层气资源丰度划分,矿区煤层气富集区总面积为87.41km2,资源量为40.06×108m3,主要分布在大佛寺井田,相对富集区主要位于胡家河井田中南部和孟村井田东部,贫气区主要位于孟村井田西部、文家坡井田。综合分析认为研究区煤层气开发地质条件相对较好,属于可以抽采煤层,大佛寺井田为地面煤层气勘探开发最具潜力的地区。     

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。     

贵州糯东井田水文地质条件分析

通过对井田内泉和暗河流量的调查研究,认为永宁镇组一、三段碳酸盐岩裂隙溶洞水为井田的主要含水层,含水层主要接受大气降水及河流的渗透补给;煤层上覆地层飞仙关组为相对隔水层,厚度大于500m,下覆无强含水层,其地下水对煤层的开采影响不大,井田水文地质条件较简单。采用比拟法对井田的涌水量进行了预算,推算该矿井开采设计涌水量为13 238m^3/d。     

代池坝煤矿深部水文地质条件研究及涌水量预测

代池坝煤矿进入深部开采,通过对矿区深部水文地质条件研究与矿井充水因素分析,认为矿床充水含水层为富水性弱~中等的砂岩裂隙含水层,各含水层间水力联系差,深部开采面临含水层地下水水压变大,具有一定的危险性。矿井主要充水水源为大气降水、含水层砂岩裂隙水、地表水和采空区积水。矿区主要充水通道是煤层开采后形成的导水裂缝带和矿区范围内11个报废钻孔。采用了比拟法的计算:深部标高+320~+50m范围内正常涌水量为234m~3/h,最大涌水量为509m~3/h。     

山西南阳矿奥陶系岩溶水赋存运移特征及下组煤底板突水危险性评价

南阳矿未来开采太原组下组煤15号煤层时,井田中西部存在奥灰岩溶水带压开采问题。通过水文地质补充勘探,研究分析矿区奥灰岩溶水赋存运移特征和15号煤层突水的危险性。结果显示:该区奥灰岩溶水水位标高在626～617m,地下水流向由北偏西向南,整体富水性从西北向东南由弱至中等,径流条件从东向西由较好变差;15号煤层在尹家沟村以西属于带压开采,突水系数最大为0. 079MPa/m,属于相对安全区,在底板无断裂构造沟通下不影响其安全开采。     

两种突水系数计算公式的比较

《煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准》和《煤矿防治水规定》中各给出了一个突水系数计算公式,分别称为公式（1）和公式（2）。比较发现,两个计算公式在参数的选择、规定的正常块段的l临界突水系数、安全系数、使用的方便程度4方面是不同的,并逐一进行了分析。然后以山西省临县新民煤矿1井田9号煤层的开采为例,进行了突水系数的计算。结果表明,采用公式（1）计算出的突水系数大于采用公式（2）计算出的突水系数;采用公式（1）计算,井田范围内9号煤开采全部处在带压开采临界区内;采用公式（2）计算,井田南部有一部分范围9号煤开采处在带压开采安全区内,井田北部大部分范围9号煤开采处在带压开采临界区内。最后指出．在计算突水系数时,水文地质条件简单、含水层富水性较弱、补给条件差的矿区,选择公式（1）;水文地质条件复杂、含水层富水性较强、补给条件好的矿区．可以选择公式（2）。     

万福井田水文地质特征及矿井涌水量预测

在分析井田水文地质特征的基础上,对矿井的充水因素进行了论述,认为山西组砂岩、太原组第三层灰岩属煤层开采的直接充水含水层,对煤层开采有直接影响。采用了地下水动力学中的"大井法"对矿井的涌水量进行了预测,得到正常涌水量为286 m3/h,最大涌水量为405 m3/h的结果,为万福井田及其它煤矿的安全生产提供了重要的依据和借鉴的价值。     

矿区深部含水层水-岩作用的同位素与水化学示踪分析

为了有效揭示华北隐伏型煤矿区煤炭开采进程中深部含水层水-岩作用机制,本文以淮北煤田宿县-临涣矿区为研究示范,收集与采集1985～2011年期间矿区松散层第四含水层、煤系砂岩裂隙含水层、石炭系太原组岩溶含水层与奥陶系岩溶含水层深部地下水样166个,分析与测试87Sr/86Sr、34S、13C同位素以及Na++K+、Ca2+、Mg2+、HCO-3、Cl-、SO2-4、CO2-3等常规组分,并开展基于同位素与水化学的水-岩作用示踪与分析。研究成果表明:在矿区主要充水含水层中,煤系砂岩裂隙含水层脱硫酸与阳离子交替吸附作用最为显著,而松散层第四含水层、石炭系太原组岩溶含水层与奥陶系岩溶含水层黄铁矿氧化或地下水硬化最为显著;受煤炭开采影响,煤系砂岩裂隙含水层、奥陶系岩溶含水层主要水-岩作用逐渐减弱,松散层第四含水层、石炭系太原组岩溶含水层主要水-岩作用或增强、或减弱,增强或减弱的程度取决于井田基岩面标高、主要断层的展布形态与隔水性能以及煤层开采扰动范围等。     

砀山矿区朱楼井田主要可采煤层特征及煤层对比

砀山矿区朱楼井田主要可采煤层为二叠系下统下石盒子组的G2、G1煤层;山西组的D2、C2、C1煤层,其中D2煤层多被岩浆岩穿插侵蚀变为天然焦,C2、C1煤层仅在井田南部出现。本文采用多种方法对井田内主要可采煤层进行了分析对比,发现了煤层在纵向和横向的起伏变化、褶曲和断层构造,无疑对今后井田的开采是有指导意义的。     

济宁煤田济北矿区构造展布规律分析

通过对济宁北矿区区域构造特征以及区内各井田地质资料的统计研究分析,系统总结了该矿区断层构造的发育特征和展布组合规律。研究发现：在区域上,研究区构造以断裂为主,且规模和强度较大,褶皱强度小,均为宽缓褶皱。矿区内的主要断裂有两组,一组为SN向的区域性断裂,构成井田边界,另一组为由其附生的NE向断裂,使其开采地质条件复杂化。区内NE向褶皱发育,多呈背、向斜相间分布。     

织金矿区大冲头井田构造发育特征

织金矿区大冲头井田地处纳雍织金凹褶断束东翼阿弓向斜的中段,井田总体构造形态为轴向NE的不对称向斜,断层发育,以走向NE、落差〈20m的小型正断层为主,主要分布在井田的四个角、向斜两翼煤系地层出露地段及南东翼煤系地层较浅部位,对＋1 350m水平以上的煤层有影响;褶皱主要分布在阿弓向斜南东翼和井田东北、西南角,挤压带次级褶曲对煤层影响较大。井田的四角部位和向斜两翼煤系地层出露地段为复杂构造,综合评价井田构造复杂程度为中等。根据井田构造基本规律,结合区域构造特征,对区内中小型构造进行了预测。     

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。     

太行山东麓煤田中段滑脱构造研究

通过对太行山东麓赋煤构造带中段井田构造的深入研究,认为临城、邢台、隆尧三个矿区的构造成因是重力滑脱运动;重新认识梳理了太行山东麓煤田基本构造形态;矿区内各个井田都是独立的滑脱体、多个滑脱体聚集形成的滑脱体群,覆盖了太行山山前断裂带,断裂的隐伏露头线应向西移动;以滑脱体为主体的井田构造有其特殊性,需要根据其形成机理去解释,传统方法可能导致井田构造解释失真,进而影响到井田经济价值评价和矿井开采。     

沁水煤田坪上井田充水因素分析

对延河泉域北部的坪上井田 3号煤层和 15号煤层的充水因素进行了综合分析 ,将该井田和突水严重的山东淄博矿区从区域水文地质条件、隔水岩层厚度、断层导水作用、含水层的富水性诸方面进行对比 ,分析煤层底板突水的可能性。由此得出结论 ,3号煤和 15号煤的开采是比较安全的