煤层底板分阶段疏水降压水害防控方法

为有效防控侏罗纪煤田深部煤层底板高承压含水层砂岩水害,基于井田单斜构造特征,利用放水试验与地下水流数值模型,构建一种煤层底板高承压砂岩含水层分阶段疏水降压的水害防控方法。结果表明：煤层底板高承压砂岩含水层采用分阶段疏水降压水害防控方法,可有效避免疏放水钻孔揭露高承压含水层,将含水层水位疏降至安全水位以下,达到理想的水害防控效果。利用单孔和多孔放水试验数据识别和校验地下水流数值模型,并定量预测疏放水量、疏放时间和总疏放水量,可实现煤层底板高承压含水层砂岩水害的精准防控。     

基于体积应变含瓦斯煤增透率模型及采动响应研究

为获得含瓦斯煤开采过程中渗透率的采动响应规律,从孔隙率的基本定义出发,通过引入增透率来反映单位体积改变下煤体渗透率的变化,建立了基于体积应变的含瓦斯煤增透率模型。基于增透率模型,结合工程实例采用Comsol Multiphysics模拟了含瓦斯煤开采过程中增透率的变化规律,并开展了增透率采动响应的试验研究。研究结果表明:增透率模型可对采动裂隙网络形成的煤层透气性进行定量评价研究,采动是影响含瓦斯煤增透率的关键因素,受采动影响,煤体体积应变、增透率的变化规律均基本一致,煤体膨胀变形、增透率随采煤工作面的推进逐渐增大,增透率的变化滞后于体积应变的变化,且越靠近工作面煤层增透效果和瓦斯抽采效果越好;沿煤层倾向,回风巷侧最大瓦斯抽采量大于运输巷侧,煤体增透率亦大于运输巷侧。依据增透率的采动响应规律调整瓦斯抽采孔与工作面的角度,可增加抽采量,降低工作面瓦斯浓度。     

胶态微泡沫用于冲洗含水层的迁移分布特征

目前有关胶态微泡沫（CGAs）冲洗含水层过程中的迁移分布特性尚不明确,本研究利用二维模拟实验详细探究了注入速率、表面活性剂浓度和介质条件对CGAs迁移分布时空变化特征的影响.结果表明,在单侧单点注入条件下,CGAs的波及区域形状近似半圆形,迁移锋面相对规则;CGAs破裂产生的泡沫液分布在其迁移锋面四周,泡沫气体受地下水浮力影响向上方迁移,导致出现在纵向向上迁移距离大于向下迁移距离的"向上漂移"现象.表面活性剂浓度对CGAs的迁移分布影响较小;注入流速低或介质渗透性差,CGAs均会在迁移后期出现明显的“向上漂移”现象,同时其波及区域形状逐渐趋向于半椭圆形;恒定流量注入CGAs,其在含水层中的波及面积存在最大值.相对传统液相冲洗液,CGAs在非均质含水层中迁移分布较为均匀,受介质非均质性影响较小.     

含水层压缩空气储能过程中储层渗流特性及地球化学过程研究进展

含水层压缩空气储能(compressed air energy storage in aquifer, CAESA)是实现“双碳”目标的重要途径,储层中的渗流条件及地球化学过程是其能否规模化应用的先决条件. 本文在文献计量学分析基础上,系统归纳技术发展历程及场地探索案例,全面整理CAESA过程中储层渗流条件的前期研究,以地球化学过程为关注重点总结储层渗流条件的变化特征,提出相应的研究展望. 结果表明:①渗透率、孔隙度通过影响储存气囊压力的稳定性进而决定系统性能,其中渗透率存在适宜区间,渗透率较低将限制气体循环,渗透率较高则不利于维持气囊压力. ②应力变化及地球化学过程均会引起储层渗流条件的变化,地球化学过程影响途径主要包括原生矿物溶解、次生矿物沉淀及氧化反应,CO₂组分参与的水-岩反应对储层具有重要影响. 为实现对于储层渗流特性的认识突破,未来应以储层渗流条件、压缩空气储存机制为研究重点,充分结合试验、数值模拟等技术手段,进一步关注储能模式下储层渗流条件变化及非均质性影响,加强针对压缩空气在储层中的动力学、热力学行为研究,明晰地球化学过程对储层条件的关键影响,从储层角度论证大规模储能应用的高效可行.      

低渗透性裂隙介质中地下水定深分层取样的技术方法研究

获取特定深度的地下水样品进行测试是研究裂隙岩体水文地质特征的重要方法之一。花岗岩体渗透性较低且裂隙发育,具有强烈的非均质性和各向异性,岩体内不同深度地下水出水量差异较大,在这种低渗透性裂隙岩体中定深获取原位地下水样较为困难。提出一种适用于低渗透性裂隙介质的地下水定深分层取样技术方法,该方法设计了一套连续性双栓塞地下水定深分层取样设备,并对取样方法、取样步骤以及注意事项进行了详细阐述,在内蒙古某项目中运用该取样技术方法成功获取了花岗岩体中深层原位地下水样,为低渗透性裂隙岩体水文地质研究提供了基础资料。     

纳米乳化油修复地下水硝酸盐过程中产气及微生物增殖代谢对多孔介质堵塞的模拟评估

为有效评估纳米乳化油原位处理地下水硝酸盐过程中,产气及微生物增殖代谢对含水层多孔介质的堵塞作用,以纳米乳化油为碳源,采用市售反硝化菌剂接种微生物进行硝酸盐降解批实验研究,探讨产气及微生物增殖代谢的动态变化及特征,并基于Kozeny-Carman(K-C)方程、Clement、Pham及Kozeny Grain(KG)模型,对假定含水层一维流模拟柱,预估产气及微生物增殖代谢造成的渗透性损失,识别堵塞过程及主导因素.结果显示,反硝化菌降解效果良好,硝氮总去除率达90.23%.CO_2及N_2为主要产气成分,降解1 mg硝氮对应的平均CO_2产气量为0.71 mL,平均N_2产气量为0.14 mL;微生物代谢产物胞外聚合物以蛋白质及多糖为主,降解1 mg硝氮平均蛋白产量为0.64 mg,平均多糖产量为0.16 mg.在含水层不与外界交换气体的假设前提下,K-C方程预测显示产气可在2个周期内造成渗透性完全损失,Clement、Pham及KG模型评估的微生物增殖代谢造成中、细砂渗透性损失分别为10.87%～31.10%、12.77%～48.32%,分析认为初期细胞生物量是导致渗透性骤降的关键因素,后期为细胞生物量和胞外聚合物共同作用.此外,封闭体系中产气是堵塞的主导因素,随着含水层开启程度增加,产气的贡献占比会下降,微生物的贡献占比提高.因此,对于相对封闭的含水层系统,探索增强其开放状况是缓解堵塞的有效途径之一.     

施用农药人员的安全与防护——ASTM F2669《施用农药人员用防护服性能标准》介绍

本文主要介绍了ASTM F 2669-2009《施用农药人员用防护服性能标准》的分级和检测要求、防护服材料性能要求、材料的抗渗透性指标等,并就施药人员的安全与防护以及完善防护服标准体系提出建议,以为我国广大相关领域人员了解标准和应用标准提供帮助。     

埋藏有毒废料的地下场所

弱透水层(Aquitards)是渗透性很差的岩石层,现在正被考虑用作有毒废料的长期地下储存库。因此,从地质学的时间尺度上确定这些岩石层防止渗漏的性能是非常重要的。用氦同位素作为地球化学示踪剂所做的一项研究,对法国东巴黎盆地弱透水层上下两个含水层的地下水的长期流动性进行了考察。结果表明,上面的含水层与下面的含水层的水在过去几百万年间一直是分离的。这一发现表明,在地质时间尺度上,弱透水层的物质转移的确是极为有限的。埋藏有毒废料的地下场所@肖辉林     

海口市地下水含水层结构三维可视化建模初探

本文在对海口市水文地质条件及钻孔资料分析的基础上,对各钻孔柱状图进行了研究,重新统一了岩性和含水层划分的标准,绘制了反映各含水层空间结构的等值线图,并结合研究区的边界条件、地表地形参数等,在GMS软件平台上实现了海口市地下水系统结构的三维可视化,形象直观地再现了含水系统的空间结构及其空间变化规律,可为海口市地下水资源的管理和利用提供依据。     

渗透性反应墙在地下水污染修复中的应用

渗透性反应墙技术是近年来比较流行的地下水污染原位处理方法。本文综述了渗透性反应墙技术的基本机理、主要结构类型、活性反应介质的选取原则及主要的反应介质,介绍了渗透性反应墙的工程实践应用及存在问题。