陕西渭北东部岩溶热水运移数值模型研究

地下热水资源定量评价是地热资源开发利用中的重要环节.在地下热水系统中,地下水流场和温度场相互影响,因而在研究地下热水运移时须同时考虑地下热水的流动和热量的运移.本文建立三维不稳定地下水流-热运移耦合模型,模拟陕西渭北东部岩溶地下热水运移特征.针对研究区多组断层纵横交错而且对岩溶水运移起着控制作用的特点,模型中将断层剖分为条带以更好地刻画其水力学特征.利用水化学测试结果估算地下水-地表水转化量,为模型边界流量的确定提供依据.结合地下水测年数据进行模型校正与参数识别,提高了模型仿真性.     

孤岛工作面底板破坏深度微震测试与模拟分析

针对孤岛工作面煤层开采底板损伤问题,以河北葛泉煤矿11913孤岛工作面为研究对象,采用微震方法分析其底板破坏深度;并通过数值模拟对首采、跳采及孤岛3种工作面回采过程中围岩采动应力与底板破坏的规律进行了对比分析。微震测试结果显示11913工作面回采过程中微震事件主要发生在下巷,识别出工作面最大破坏深度20~25 m;基于COMSOL的11912首采、11914跳采及11913孤岛3个工作面数值模拟结果显示,11912首采与11914跳采条件下煤柱地应力集中状态变化不大,最大破坏深度小于11.56 m,仅发育至工作面底板的注浆改造层内部;而11913孤岛回采条件下,受到重复采动影响,工作面两侧煤柱应力集中状态骤增,最大破坏深度剧增至23 m,已发育至煤层底板的本溪组灰岩含水层。研究结果对于华北型煤田下组煤层开采底板破坏规律分析与不同类型工作面回采条件下底板水害防治有一定的参考价值。     

陕西渭北东部岩溶热水运移数值模型研究

地下热水资源定量评价是地热资源开发利用中的重要环节.在地下热水系统中,地下水流场和温度场相互影响,因而在研究地下热水运移时须同时考虑地下热水的流动和热量的运移.本文建立三维不稳定地下水流-热运移耦合模型,模拟陕西渭北东部岩溶地下热水运移特征.针对研究区多组断层纵横交错而且对岩溶水运移起着控制作用的特点,模型中将断层剖分为条带以更好地刻画其水力学特征.利用水化学测试结果估算地下水-地表水转化量,为模型边界流量的确定提供依据.结合地下水测年数据进行模型校正与参数识别,提高了模型仿真性.     

基于充水要素的矿井水害类型三线图划分方法

煤矿水害分区、矿井水害类型与水文地质类型等划分结果在矿井充水水源、充水通道等水害形成要素方面体现相对不足,对煤矿防治水工作指导性不强。本文从矿井水害形成的基本要素入手,通过分析矿井不同类型充水水源、充水通道及其组合条件下的矿井水害特点及其危害程度,将矿井充水水源按其富水程度与供给能力划分为缓渗式弱供给、涌溃式快供给、突涌式强供给和无阻滞式充分供给4种类型;将充水通道按照其渗流畅通性与空间尺寸划分为低渗流型、高渗流型、小断面自由流管道型、大断面自由流通道型4类充水通道;按不同充水水源与充水通道之间的组合关系,将矿井水害危害性程度划分为轻微、中等、严重与极严重4级,并借鉴Piper三线图与库尔洛夫式地下水水化学分析原理,绘制了矿井水害类型\     

盆地地下水系统的数值模拟研究——以山西灵石静升盆地为例

以山西灵石静升盆地为例,选择三维流数学模型,合理刻画了模型边界,利用CFC定年技术对模型进行识别校正,提高了模型仿真程度,构建了适合盆地地下水系统的数值模型.最后对不同水平年盆地水动力特征进行了输出分析.     

甘肃北山区域地下水流动特征

根据野外水文地质调查及研究资料,结合我国高放核废物地质处置库甘肃北山预选区的区域水文地质特征,从地下水循环角度分析了区域地下水流动系统与局域地下水流动系统模式。     

煤层开采覆岩预裂–注浆改性失水控制方法探讨

陕北榆神矿区煤层开采面临顶板水害防治与水资源协同保护技术需求,根据材料力学、断裂力学相关理论,以及不同覆岩类型的采动裂隙带统计成果,提出基于预裂–注浆改性(P-G)的煤层顶板失水控制技术思路,其基本原理为通过压裂工艺将连续性好的基岩层压裂成非连续性岩层,削弱采动导水裂隙在坚硬岩层中向上扩展的“尖端效应”,抑制导水裂隙发育高度。再采用黏土类软弱注浆材料将岩层改性为相对软弱的岩层,起到抑制导水裂隙带向上发育与降低上覆岩层导水能力的双重作用,从而实现煤层顶板含水层失水控制。本文以陕北能源基地榆神矿区为对象,提出以采煤工作面地质与水文地质条件分析,采煤工作面顶板含水层涌(失)水模式识别,P-G模式、层位与时间确定,顶板岩层水平孔水力压裂与注浆改性为主要思路,对榆神矿区采煤工作面顶板含水层失水控制方法进行了探讨,为我国陕北能源基地榆神矿区顶板水害防治和水资源协同保护技术实践提供一定的借鉴。     

利用CFCs定年数据计算静升盆地含水层渗透系数

文章利用CFCs(氟氯碳化合物)定年数据,计算山西静升盆地含水层渗透系数。结果表明:补给条件较好的区域与补给条件差的深层承压区相比,地下水年龄偏年轻;从冲洪积扇顶部到扇缘,地下水径流逐渐变缓,含水层渗透系数变小;盆地南部较北部,地下水流动缓慢,渗透系数整体偏小。该方法获得的渗透系数符合实际地质条件。     

蒙陕矿区地下水环境系统及采掘扰动

针对蒙陕矿区煤炭资源高强度开发与地下水为核心支撑的生态环境保护所面临的诸多问题,根据蒙陕矿区地质与水文地质结构特征,从地下水系统与水环境相关概念内涵及其相互依存关系出发,提出了地下水环境系统的概念;并从系统的空间结构特征、行为属性及其功能控制要素特征入手,将地下水环境系统细分为\     

基于RA/AF的高温后砂岩破裂特征识别研究

开展岩石高温损伤破裂信息识别研究对地热开发和煤炭地下气化等具有重要的指导意义。通过不同高温处理后砂岩在破坏过程中声发射参数RA(上升时间/振幅)和AF(平均频率)值变化,研究高温后砂岩内部不同类型裂纹的发展演化规律。结果表明：砂岩在整个加载过程中以拉张裂纹为主,当加载应力超过峰值应力的80%后,剪切裂纹所占比例迅速增大,可将此作为砂岩发生破坏的前兆;当加热温度超过600℃时,剪切裂纹所占比例上升,超过800℃,剪切裂纹所占比例迅速下降,600℃和800℃可作为砂岩损伤突变的阈值温度;高温后位错塞积现象增多,砂岩塑性特征增强,拉张裂纹所占比例增大。研究成果将对高温作用后岩石破裂失稳前兆信息的识别提供重要的理论基础。