顶板含水层防水试验的钻孔单位涌水量计算方法

为了实现利用井下放水试验获取顶板含水层的钻孔单位涌水量,采用抽水试验中的地下水动力学计算公式,结合观测孔的水位降深,给出了放水孔水位降深的计算方法;利用观测孔水位降深和观测孔与放水孔之间距离的对数曲线图,提出了放水孔水位降深的图解法;对于承压含水层,基于钻孔单位涌水量与含水层渗透系数之间的线性相关关系,可以通过含水层的渗透系数获取钻孔单位涌水量;通过实例分析,解析法和图解法计算得到的放水孔单位涌水量相近,结合现场放水试验情况,分析了放水孔单位涌水量的可靠性,并对3种方法的适用条件进行了讨论。研究结果表明:利用放水试验获取的放水孔单位涌水量符合实际情况,可以作为含水层富水性评价和矿井水文地质条件分析的依据。     

离柳矿区石炭系薄层灰岩渗透系数空间分布研究

基于矿井涌水量计算及水资源评价需要,首先运用注水试验代替抽水试验,求取了太原组灰岩含水层的渗透系数.根据后期同一含水层井下放水试验资料,利用VISUAL MODFLOW建立了水文地质三维非稳定流数值模型,通过分区拟合调参,获得了含水层各分区的渗透系数.通过对渗透系数及其空间分布规律的对比研究,发现渗透系数随含水层埋深增大而逐渐减小.注水试验比放水试验所得渗透系数值小,前者是后者的35.6％-50.8％.     

煤矿水文地质勘探中稳定流抽水试验确定水文地质参数讨论

<正>确的水文地质参数是准确预测矿井涌水量的基础。以实际抽水试验为基础,对比计算分析单孔抽水、一个观测孔和两个观测孔三种不同抽水试验方式下的水文地质参数,然后在考虑井损的情况下,对抽水孔的降深进行修正,以期得到更加精确的水文地质参数。结果表明,由于经验公式及井损的影响,使得单孔抽水所得参数误差及离散度较大,即使对降深进行修正后,单孔抽水依然得不到理想的结果。因此,建议采用两个观测孔的抽水试验方式来获取较为正确的水文地质参数。研究结果可为含水层水文地质参数计算及矿井涌水量预测提供理论依据,对矿井防排水系统设计和防治水措施制定具有重要现实意义。     

基于地下水流数值模型的灰岩含水层疏放可行性研究

为了查清灰岩含水层水文地质条件,分析该含水层的疏干可行性,采用了三维地震、瞬变电磁法物探探查、水文地质钻探探查、水文地球化学探查及井上(下)群孔三降深大型抽(放)水试验等综合探查手段。基于放水试验资料,建立了矿井水文地质模型,利用Feflow数值模拟软件对水文地质模型进行了参数识别和验证,分析了大青灰岩含水层疏干可行性。结果表明,大青灰岩含水层与下伏富水性极强的奥陶系灰岩含水层水力联系密切,水文地质条件复杂,大青灰岩的疏干工作应建立在封堵大青灰岩与奥灰间导水通道基础上。     

可渗透反应墙的结构与设计研究

可渗透反应墙是一种地下水修复的新兴高效技术.总结了国内外可渗透反应墙修复受污染地下水的研究成果和动态,介绍了渗透性反应墙技术的基本概念、结构类型、组成、主要材料选取,论述了其设计程序,并参考若干个国外工程实践,结合岩土工程设计理念,分析了其设计过程中存在的问题,总结了一些经验公式.可渗透反应墙的反应墙的厚度主要由地下水流速和水力停留时间来确定,高度主要由不透水层或弱透水层的埋深和厚度决定,宽度主要由污染物羽流的尺寸决定.反应介质的渗透系数与含水层渗透系数的具体倍数关系应针对现场实际情况加以试验模拟分析确定.一般来说,渗透系数是含水层渗透系数的2倍以上.     

基于GMS模拟预测南宁市某拟建饲料添加剂项目对地下水环境的影响

利用水文地质测绘、钻探及地下水的监测等手段查明了项目所在地的水文地质单元的范围及其水文地质条件,并利用钻孔注水试验得到了相关含水层的渗透系数,在此基础上运用GMS对地下水的流场及溶质运移进行数值模拟。模拟结果显示:当项目遇到突发污水渗漏事故后,地下含水层将受到SO_4~(2-)、Mg~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)等组分的严重污染,含水层的净化主要靠地下水的稀释作用,其净化过程将十分的漫长。因泄露而进入含水层的污染物将随着地下水的流动缓慢地向东南方向迁移和扩散,最终进入甘棠河。不过,由于污染物的入江过程十分缓慢,在江水长时间的稀释作用下,不会引起甘棠河水的污染。     

蒙西深部厚煤层大采高综采面覆岩破坏高度研究

为解决蒙西矿区深部开采受多层含水层威胁条件下,覆岩破坏高度难以准确计算的问题,应用现场实测、数值模拟和相似模拟相结合的方法,研究厚煤层大采高综采覆岩破坏高度。首先,综合采用井上下钻孔联合观测,基于钻孔注水及数控摄像技术,实测纳林河二号矿井厚煤层综采一次采全高条件下的导水裂缝带发育高度;然后,通过构建数值和物理相似模型,并结合全国类似条件矿井实测资料的回归分析,确定蒙西矿区覆岩破坏高度计算方法。结果表明:实测导水裂缝带发育高度与采高比为17.1～22.06;采用相似模拟、数值模拟和理论计算确定该条件下导水裂缝带高度与采高的比值为15～18.8;蒙西深部厚煤层高强度开采工作面覆岩破坏高度可按18倍采高估算。     

大冶铁矿-360m开拓巷道注浆治水技术研究

巷道涌水问题严重影响地下矿山安全高效生产,采用注浆技术可有效治理巷道涌水问题。针对大冶铁矿尖林山采区-360 m水平巷道开拓过程中出现的巷道底板少量涌水、联络道工作面大量涌水的情况,制定了在DS23B01联络道东侧20 m的巷道点（26#）浇筑挡水墙,选用水泥单液浆和水泥-水玻璃双液浆2种浆液作为注浆材料,在26#向东112.5 m处实施浅孔注浆、在-270 m水平废弃的电机车维修硐室口部安装地质钻机,实施超深孔注浆的施工方案。结果表明：涌水量较大的情况下,在合适位置施工挡水墙可以有效截断涌水及淤泥的持续流动;在巷道底板涌水点附近施工浅孔钻孔进行注浆,并将注浆终压设计为5 MPa,可以有效治理巷道底板涌水问题;采用超深孔注浆方法对工作面涌水量较大问题进行治理,并进行分段注浆,能有效避免同水平涌水对施工过程的干扰,治水效果明显。研究成果可为其他矿山开拓工程治理涌水问题提供技术参考。     

海潮顶托作用下某铝厂污水处理站泄漏引发的地下水污染预测模拟

为了预测某铝厂污水处理站在非正常状况下(污水渗漏事故)对地下水环境所造成的影响,通过详细的水文地质勘察获知研究区的水文地质条件,再通过钻孔注水试验测定出含水层的渗透系数,最后运用GMS进行数值模拟得到地下水污染晕运移预测结果图。模拟结果显示:该工程污水处理站突发污水渗漏事故后,地下水含水层将受到COD、氟化物(F-)的严重污染,且污染浓度随着时间延长越来越高,分析认为这主要是模拟区含水介质的渗透性小以及地下水流场受海水顶托造成的。     

水力扩孔扰动下穿层抽采钻孔串孔致因研究

为解决水力扩孔卸压过度问题,厘定水力扩孔合理冲煤量,进一步提高矿井瓦斯抽采效率,首先运用Hoek-Brown原则揭示和阐明水力扩孔后钻孔串孔发生原因;其次构建流-固耦合数学模型,借助COMSOL模拟软件分析扩孔卸压后煤体所受应力变化和渗透率变化情况;最后结合现场扩孔试验,考察不同扩煤量下钻孔串孔发生情况。结果表明:扩出煤量越大,扩孔孔洞周边煤体的径向位移形变量越大;孔洞附近区域内煤体卸压充分,透气性得到大幅改善,串孔发生率明显增大;现场试验与理论分析、模拟结果基本吻合,可为类似地质条件的矿井实施水力扩孔技术提供一定的参考依据。     

尾矿材料渗透系数序贯概率反演分析

为保证尾矿库坝体渗流分析的准确性,推断尾矿材料渗透系数概率分布并减少其不确定性,提出基于贝叶斯更新的尾矿材料参数序贯概率反演方法,建立尾矿坝水位代理模型及似然函数,并以大黑山尾矿坝为工程背景,利用不同时刻从不同监测点测得的尾矿坝水位值,对多层尾矿材料的渗透系数进行序贯概率反演分析。结果表明:提出的基于贝叶斯更新的序贯概率反演方法能够有效推断大黑山尾矿材料渗透系数及概率分布,降低渗透系数变异系数,与水位监测点位置距离较近土层渗透系数的变异系数缩减了18.25%;单独利用尾矿坝水位监测值不能准确推断尾矿材料渗透系数及表征其真实不确定性,需要进一步收集多源监测信息并融合到参数概率反演分析中。     

矿井涌水资源化利用分析

矿井涌水的资源化利用对缓解山区供用水紧张状况、有效利用和保护地下水资源、改善生态环境具有重要意义。通过勘探、抽水试验和实际观测,查明了矿井涌水条件,预测了矿井涌水量,分析了矿井涌水水质和资源化利用效益,为矿区采矿安全和实现矿井涌水资源化利用提供了依据。     

龙厦铁路象山隧道环境监控措施及效果分析

龙厦铁路象山隧道在施工期发生涌水现象,为确保隧道施工对地下水、地表水的影响减小至最低程度,建设单位在施工过程中开展了隧道环境监控工作。作者依据在龙厦铁路工作期间现场调查情况,确定对受象山隧道施工影响范围的地下水及地表水进行监控,具体内容为蓄水池、地表溪流等的水位、流量的变化观测,隧道涌水量的变化观测,山体地表植被生长情况。本文就龙厦铁路象山隧道施工阶段环境监控措施及效果进行分析,供隧道施工参考借鉴。     

浅埋型矿井涌水量预测预报的灰色模型

矿井涌水量预测 ,对矿井安全及正常生产都至关重要。矿井涌水量预测采用的常规方法对各含水层的水文地质参数依赖性较大 ,而对各因素之间的影响程度难以区分和把握 ,因此 ,在预测预报中的精度较差 ;而采用灰色理论则具有高度的概括性 ,可以把各种不确定因素 ,统统用一个简单的“灰数”来表示 ,并且预测精度高而简单实用。笔者在分析浅埋型矿井涌水量的构成要素的基础上应用灰色系统理论对其涌水量进行了预测 ,其方法与结果对推动矿井水文地质工作有一定的现实意义和指导作用。     

易自燃煤层顺层抽采钻孔封孔参数优化研究

针对平煤十矿顺层抽采钻孔封孔不佳导致钻孔自然发火问题,用钻屑法试验研究巷道围岩应力分布特征,深入分析钻孔周围存在的漏气情况及导致钻孔自然发火的条件,并利用Comsol Multiphysics软件,数值模拟不同封孔深度与长度下钻孔周围漏风速度的分布状况,得到最优封孔参数,并探讨其对瓦斯抽采效果的影响。结果显示,距巷道0～7 m为破碎区,8～19 m为塑性区,20～28 m为弹性区;巷道周围破碎区、钻孔周围漏气圈、封孔材料漏风及抽采管路漏风为钻孔漏风区域,为钻孔自然发火提供通风供氧条件。研究表明:当封孔深度为17 m,封孔长度为8 m,最大抽采负压低于30 kPa时为最优封孔条件,既能保证抽采效果又能防止钻孔自然发火;封孔参数优化后单孔瓦斯抽采体积分数达到70%。     

考虑松动圈影响的钻孔瓦斯抽放合理封孔长度确定研究

以王行庄矿11071工作面为工程试验地点,通过超声波和钻孔窥视现场测试,结合理论计算,开展了瓦斯抽采煤巷松动圈范围和瓦斯抽放钻孔合理封孔长度确定的研究。确定了王行庄11071工作面二1煤层围岩卸压区宽度为8.87 m,极限平衡区宽度为9.87 m,合理封孔深度为10 m;通过极限平衡法理论计算得到的结果与超声波法、钻孔窥视法的测试结果基本相符。     

基于Hoke-Brown准则的瓦斯抽采钻孔稳定性分析及封孔技术

针对煤层瓦斯抽采钻孔稳定性差、抽采率低等问题,结合广义Hoke-Brown强度准则、有效应力原理及非线性孔隙压力分布特征,推导了钻孔围岩弹塑性区半径和应力表达式,得到了钻孔周围塑性区半径随各影响因素的变化规律。基于理论分析,采用囊袋式注浆封孔技术,在山西某矿310207工作面回风巷进行了现场试验。结果表明:地质强度指标(GSI)和不均衡系数(λ)相比扰动性系数(D)对钻孔周围塑性区范围影响更大;当原始瓦斯压力点距离钻孔中心小于1 m时,塑性区半径受瓦斯压力影响开始显著上升。以瓦斯抽采体积分数大于30%作为衡量封孔效果的标尺,在3个月左右的观测时间内囊袋式注浆钻孔相比聚氨酯钻孔,瓦斯抽采有效时间可以延长约2个月,瓦斯平均体积分数提高约58.2%。     

五阳煤矿深孔预裂爆破预抽煤层瓦斯的试验研究

为了解决五阳煤矿3#煤层采掘工作面瓦斯涌出量大、瓦斯超限、抽采效果差等问题,提出了深孔预裂爆破预抽煤层瓦斯的治理方法,并在试验矿井7603采煤工作面进行了现场试验;同时确定了五阳煤矿深孔预裂爆破的钻孔布置参数,并对爆破前后的抽采瓦斯浓度、抽采量进行现场考察分析。现场实践表明,深孔预裂爆破能够有效提高煤层的透气性、瓦斯抽采浓度和抽采量,减少抽采时间,为矿井开展深孔预裂爆破预抽瓦斯技术措施提供实践经验和技术支持。     

深孔药壶爆破中药包最小安全间距的研究

在实验和实践的基础上 ,利用现代爆破理论 ,提出了深孔药壶爆破法药包最小安全间距的校核方法 ,指出了在深孔药壶爆破实践中应严格控制的几个钻孔参数及孔间距校验方法。它可杜绝相邻壶腔坍塌或贯通可能带来的事故隐患 ,提高深孔药壶法爆破施工的安全性     

矿井瓦斯抽采钻孔偏移特性研究

为避免井下瓦斯抽采钻孔发生轨迹偏移,出现瓦斯抽采盲区,产生瓦斯抽采空白带,首先以山西阳泉新景煤矿15121底抽巷、15124低位巷、15124回风巷为工程背景,测试穿层钻孔和顺层钻孔的偏移情况;然后利用均角全距法计算钻孔三维轨迹数值,并结合煤层赋存地质信息,绘制钻孔三维轨迹与煤岩三维层位关系可视化图,分析影响钻孔偏移的因素和拟合数据,并得出钻孔偏移特性。研究表明：穿层钻孔主要在细砂岩层开始偏移,且均在煤层段偏移变大,煤层段最大偏移量为0.52 m;顺层钻孔开孔倾角相近时,孔深越深终孔垂直偏差越大,40 m孔深平均垂直偏移量为1.37 m;小角度钻孔受重力影响较大,轨迹易发生偏移,大角度钻孔在垂直方向上向上或向下偏移,偏移量比小角度钻孔偏移量小;在水平方向上,底抽巷、低位巷、回风巷布孔间距分别缩短0.68、0.28、0.54 m。