岩溶地区矿井水环境影响及防治对策探讨

岩溶地区矿井水对环境的影响复杂,它不仅对地表水体产生不利影响,而且由于落水洞、地下河发育,地下水体与地表水体之间水力联系密切,若矿井水若处置不当,还将对地下水环境产生不利影响.以典型的岩溶地区——贵州省金沙县为例,通过收集目前正常生产的部分矿井水水质资料,调查区域的基本水文状况,认为研究区地表水体规模普遍较小,落水洞、暗河等较为发育,地表水体与地下水体之间的水力联系较为密切,矿井水不仅容易污染地表水,而且容易对地下水产生不利影响.针对其影响方式、范围、程度及特点提出了源头控制、源头控制、矿井水资源化、优化排放方式等一系列的综合防治对策,以供类似地区矿井水的污染防治参考.     

地下水化学特征在岱河矿涌水水源判别中的应用

岱河矿区地下水系统包含三个主要子系统:第四系全新统孔隙含水层、煤系砂岩裂隙含水层组及煤系下伏灰岩岩溶裂隙含水层组。通过对矿区三个子系统地下水化学特征分析,确定各子系统涌出水来源判别依据的水溶组分并建立各子系统所特有的水质模型,进而提出矿井涌水水源判别模式。实际应用表明,该判别模式具有快速准确的特点,可以为了解矿井涌水来源,预测矿井涌水量,防治矿井突水提供理论依据。     

潘二矿奥陶系岩溶地下水数值模拟及疏放性分析

奥灰岩溶水是淮南煤田目前A组煤层开采水害威胁主要突水水源,预测和超前防治对于A组煤层安全开采具有十分重要现实意义。采用地下水系统分析、统计分析及数值模拟方法,对潘二矿“5.25”奥灰突水前后岩溶地下水动态进行系统分析,建立了数值模型,对比了防治方案,结果表明：奥灰水与太灰水之间水力联系程度存在较大差异性,其中与C₃III组含水层间水力联系密切,而与上部C₃I、C₃II组联系较弱;模拟结果间接反映了奥灰浅部裂隙、溶隙、岩溶塌陷较为发育,而深部岩溶发育相对较差;在防治方案上,将疏水降压与区域治理相结合是最佳方案,研究成果为矿井及类似矿山岩溶水害防治提供一定参考。     

蒙陕接壤区浅埋煤层矿井水水化学特征及来源分析

为研究蒙陕接壤区浅埋煤层开采下矿井水水化学特征与来源,通过采集研究区内的矿井水、不同含水层地下水及地表水样,综合利用水化学特征研究、数理统计、离子比例系数法以及氢氧同位素,探究该区矿井水水化学特征及其形成作用。基于此,对研究区矿井水的主要来源进行了识别。结果表明,矿井水与第四系萨拉乌苏组、侏罗系直罗组和延安组地下水水力联系紧密。矿井水主要离子形成受水-岩作用影响,主要阴阳离子来源于硅酸盐矿物与方解石的溶滤作用;受到反向阳离子交换作用影响,使矿井水中Na⁺含量高于浅部地下水;混合作用对矿井水水化学成分形成影响较小。矿井水受延安组、直罗组地下水与萨拉乌苏组地下水共同补给,三者在矿井水补给水源中所占比例分别为86.39%、1.59%与12.02%。研究成果可为该区的矿井水害防治与水资源处理利用提供依据。     

浅析安阳大众煤矿水文地质特征及充水因素

通过对大众煤矿的水文地质条件,含、隔水层特征,地下水动态及含水层间的水力联系等因素的分析,认为现矿井在中、浅部开采,以二1煤底板岩溶水充水为主,今后随着采掘深度的不断延伸延深,下伏太原组灰岩水和奥灰水将可能成为矿井主要充水水源,这对有效地防治矿井透水,消除或降低淹井事故的发生,具有重要的现实意义。为矿井开采水害防治提供了参考资料和决策依据。     

煤矿井地下水系统与矿井涌水

遵循空间守恒,采煤空间转化为新增地下含(透)水空间和地面沉降空间。裂隙带、冒落带叠置而成的二元结构体构成矿井地下水含水系统,其中的地下水弹性释放和重力释放是矿井涌水的最初、最直接来源和重要组成。该系统空间为原生地下水系统新的排泄区(汇),并以此为中心形成矿井地下水流动系统。随着工作面关闭,地下水位(压)回升,矿井地下水系统与原生地下水系统不断叠加、耦合,直至矿井关闭,形成新的区域地下水系统。矿井地下水系统作为局部地下水系统,其非均质性及流线折射规律为矿井污染的扩散提供了水动力条件。矿井地下水系统特性,决定了工作面接替方向对矿井涌水量的重要影响。     

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。     

潞安矿区古城煤矿水害成因与防治

通过对古城煤矿的含水层、隔水层、地下水补给、径流、排泄条件等水文地质特征进行调查和研究,分析矿井水害的成因,并提出相应的防治对策。分析表明,矿井的充水水源主要是顶板砂岩裂隙水、断层水、陷落柱水、钻孔水、抽采井水。防治水目标主要是煤层顶板水、断层及陷落柱水及废弃钻孔机抽采井水的防治。提出的防治水对策能够在一定程度上降低煤矿矿井发生突水灾害的风险,有助于煤矿矿井防治水技术水平的提升,指导矿井安全生产。     

姚桥矿地下水化学特征及在矿井水源判别中的意义

姚桥矿地下水系统包含四个子系统：新生界孔隙含水层组，煤系砂岩裂隙含水层组，太原群石灰岩溶隙含水层组及奥陶系灰岩岩溶含水层组。通过对这四个子系统水文地球化学特征的系统研究，提出了各子系统所特有的水质模型，并确定出能作为矿井水源判别依据的水溶组分，为矿井防治水提供水化学特征依据。     

华北型煤田矿井岩溶水涌(突)出机理与涌(突)水量预测方法探讨

北方岩溶水系统的形成与相关河流的发育贯通相辅相成。不同的岩溶水系统模式表现出不同的地下水动力学特征,岩溶水径流带控制的岩溶水网络系统是北方岩溶水系统的基本特征。天然状态下,华北型煤田煤层顶板砂岩地下水系统与底板岩溶地下水系统有水力联系的区域,是矿井岩溶水涌(突)出的危险区。煤矿采掘工程打破了煤层顶、底板地下水系统水压力平衡,在压差作用下,承压岩溶水的"压裂"作用对构造煤系发育层段的疏通有着重要作用。承压岩溶水的释放或涌(突)出,是岩溶承压含水层弹性贮存量的释放,岩溶水运动属非稳定流。将断层等线形过水断面概化成环状井(孔)过水断面,则可用定降深非稳定流承压井流方程,预测可能的岩溶水涌(突)水流量及其变化规律。对流量函数Q(t)定积分,则可预测任意延续时间段的涌(突)水量。基于承压岩溶水弹性释放的非稳定流矿井岩溶水涌(突)水量预测方法,突破了岩溶水涌(突)水量无法预测的禁锢,对提升矿井岩溶水防治水平,解放华北型煤田下组煤有积极、重要意义。