目标规划在矿山地下水疏放管理中应用——以淮南潘北煤矿西翼采区为例

长期以来,由于矿山地下水疏放工作缺乏科学的规划和管理,造成地下水资源大量浪费并引发了一系列环境地质问题。目前,解决矿山采煤"疏水和保水"矛盾的最有效方法,就是对地下水资源的疏放进行合理优化和分配。为此,本文采用最优化方法,以安徽淮南潘北煤矿西翼采区为研究对象,在分析水文地质条件和构建水文地质模拟模型基础上,建立了以水位和疏放量为约束条件,以最小疏放量为目标函数的目标规划管理模型。根据模型的最优解,对区内疏放水钻孔进行了重新分配和布置,使得A煤层的开采时间由22年后缩短为5年之内,地下水疏放量由2.31×107m3减少为1.19×10~7m~3,并经现场实际验证,该模型是正确、可行的。这将为今后类似条件下的矿山疏放水工作提供一定的借鉴作用。     

乌拉特中旗284东金矿区综合信息找矿模型

284东矿区位于内蒙古乌拉特中旗北部,区内自发现金矿化以来,一直为民间开采,地质勘查无较大突破。本文通过研究以往地质资料以及野外地质踏勘,发现284东矿区以往勘查中可能存在漏矿现象,进而对已施工钻孔进行样品补取、分析,证实炭质千糜岩层为含金层位,新探获矿体走向长500m,最大斜深500m,金矿床规模达到中型。含炭千糜岩层位严格受布尔罕特敖包逆断裂（F9断裂）控制,总体沿岩体和地层接触带分布,蚀变带分带特征明显;具有高极化率,低电阻率的特征;区内金、银、铜、镍、铅丰度高、分异性强,Au、As组合高背景区呈北东向带状展布,与主控矿断裂一致,推测与含矿热液沿裂隙迁移、富集有关。通过对地质、物探、化探特征的综合分析,建立了284东金矿区综合信息找矿模型,提出地质找矿主线,为后期找矿提供思路。     

山东废弃石灰岩矿山地质环境特征与治理恢复探索

通过对历史上长期不合理露天开采的山东废弃石灰岩矿山的调查研究,发现石灰岩矿山广泛分布于鲁西地区、鲁中南区,生态环境破坏较严重.采石弃渣多形成"裙"状弃渣坡、"帐"状弃渣堆及高陡型弃渣坡,基岩裸露且裂隙发育,在集中降雨条件下极易引发泥石流、崩塌等地质灾害.结合济南章丘市某废弃石灰岩矿山复绿项目的工程实践,总结出以工程措施为主,兼顾生态恢复的地质环境综合治理恢复经验,具有一定的推广价值.     

新疆东北地区矿产资源开发环境遥感监测成果

为满足国家、自然资源部矿政管理需要,2016年在新疆东北地区开展了矿产资源开发环境遥感监测工作。通过计算机自动提取与人机交互解译相结合、室内解译与野外查证相结合的方式,基本查明了该地区的矿山开发状况、矿山地质环境、矿山环境恢复治理(含“复绿工程”)和矿产资源规划执行等情况。基于本底数据调查结果,根据对地质环境的影响程度,进行了区域矿产资源综合评价,并对尾矿成分开展探索性研究。监测结果表明,新疆东北地区矿山开发秩序整体较好,矿山地质环境有一定程度改善。该监测结果为相关部门的矿政管理工作,以及下一轮新疆矿产资源规划制定提供了数据支撑。     

矿山安全与环境的多源遥感监测技术

随着我国矿产资源的大力开发,矿山环境问题日趋严重,利用遥感手段进行矿山环境与灾害动态监测成为保护环境和防灾、减灾的重要手段。本文针对单一遥感手段在矿山监测中存在的缺陷,开展了天、空、地多源遥感监测技术在矿山环境监测中的应用研究,分析了该技术的特点和优势,提出了将天基的卫星遥感技术、空基的无人机遥感技术以及地面的热成像、测量机器人等遥感测量方法结合起来,进行矿山生产、安全、环境、灾害的协同观测。     

郑州市矿井水资源利用模式研究

为了进一步促进矿井水的开发利用,提高矿井水利用率,以郑州市为例,通过问卷调查、现场调研、专家座谈等方法调查研究了郑州市矿井水的分布及利用总体情况,从区域、矿区、矿井涌水量及利用量、用水特点等角度总结分析了郑州市矿井水开发利用的矿区高效自用、作为城市集中供水水源以及与工业用水大户连供3种模式,并结合实际提出了相关的对策和建议。     

川东北中—下三叠统流体动力场及成藏成钾耦合机理

川东北地区是近年来的找钾重点区。本文研究了三叠系嘉陵江组和雷口坡组的卤水储层特征、卤水化学特征和地下流体动力场,结果表明:川东北地区嘉陵江组和雷口坡组卤水储层主要为裂缝-溶孔型和白云岩型,属低孔低渗储层;宣汉—达州—开县—开江一带为中上扬子区的一个咸化凹陷,发育巨厚蒸发岩层,并且正好为流体越流浓缩成藏成矿区;该地区的卤水矿化度和钾离子含量较高,K+、Br+等离子含量达到卤水工业开采指标。综合分析川东北地区地下流体(气、水)的动力学特征,揭示地下流体动力场是二次富钾成矿的主要机制,在这一机制下,地层中封存的通过海水浓缩初始富钾形成的原始沉积水进一步浓缩富钾,并运聚至合适的构造-地层圈闭中,造就了该地区具备上气下水的耦合成藏成钾条件,有望成为"气钾兼探"的重要耙区。     

刚果布谷马西矿区钾盐矿北部矿段盐类沉积缺失浅析

根据盐类矿层分布特征,布谷马西钾盐矿床以奎卢河为界可分为南部、北部2个矿段,通过二维地震勘探、钻探、岩矿测试等技术手段对2个矿段进行了较详细勘查,根据对2个矿段的沉积特征、岩性及二维地震特征对比分析,2个矿段虽然同处于刚果盆地内,但沉积特征存在一定差异,南部矿段矿层沉积较稳定,北部矿段受断裂构造影响,盐类沉积上部多发育裂隙、溶蚀、塌陷等,导致北部矿段Ⅲ,Ⅳ岩性段出现沉积缺失。     

基于D-InSAR的开采沉陷监测技术

分析了目前矿山地面沉降监测中存在的问题,研究了利用合成孔径雷达差分干涉测量技术进行矿山开采沉陷监测的数据处理流程与误差来源,丰富发展了矿山开采沉陷监测技术。     

Coal mine water management: optimization models and field application in North China

Abstract

This paper considers the complexity in resolving the conflicts between mine drainage, water supply, and environmental protection for the coal basin of North China, and presents a management optimization framework that addresses these multiple conflicting issues simultaneously in the most cost effective manner. Due to the various unpredictable accidents which may occur in the coal mining process, such as water bursts, gas leaks, fire and collapse of coal beds, the beneficial use of drainage water from the coal mines is generally low. This case study attempts to address the problem of low beneficial usage for drainage water using the Jiaozuo coal mining district in Henan Province, China. By combining a finite-element groundwater simulation model with an optimization code, the economic benefits of using the drainage water as a stable water supply is maximized, while the adverse impact of mine drainage on the environment is controlled. The results indicate that the management model developed in this study achieves an excellent economic outcome and can serve as a potentially powerful tool for solving mining-related water management problems in the coal basin of North China.

Citation Wu, Q., Hu, B. X., Wan, L. & Zheng, C. (2010) Coal mine water management: optimization models and field application in North China. Hydrol. Sci. J. 55(4), 609–623.