河南唐河周庵矿区井采矿坑涌水量预测研究

随着我国矿业经济的发展,金属矿山浅部资源的开采日趋贫乏,部分金属矿产资源的供需矛盾突出,以河南唐河周庵铜镍矿区为研究对象,对矿区岩体埋藏特征和矿区水文地质条件进行分析,查明该矿区主要充水水源为地下水,通过对矿区矿坑涌水量进行预测结果发现:-310 m开采层段涌水量预测结果为正常涌水量为1 520.54 m~3/d,最大涌水量为74 667.95 m~3/d;-810 m段开采层段涌水量预测结果为正常涌水量为567.41 m~3/d,最大涌水量为75 235.36 m~3/d。为防止矿区在竖井施工中发生涌水现象,在日常施工中应对含水层进行预注浆处理后再行掘进。同时在地表建立多个地下水位长期观测孔。研究结果为同类地区井下开采中类似水文地质难题提供基础依据。     

某矿区疏干降水方案探讨

某矿区位于中低山区,井巷施工中四个区段出现涌水,最大涌水点涌水量80 m~3/h。分析矿区涌水的主要原因是:地形上南北高,中间低,易于降水汇集入渗;矿区分布着大量的碳酸盐岩层,溶蚀发育,地下水储存空间大;NWW、NNE两组断裂交错,既增加了地下水储存空间,又是相互间产生联系;故地下水储量丰富(全矿区井巷涌水量预计22 050 m~3/d)。降水方案设计采用井点降水和平巷降水两种,其中井点降水方案又分:井巷外、井巷内、井巷内外结合三种。比较几种降水方案的优劣,以井巷内、外结合井点降水方案为最佳。     

SJP水泥浆封堵强涌水钻孔可控注浆工艺技术研究

以云南毛坪铅锌矿勘查钻孔涌水治理实践为背景,针对金刚石钻进钻孔高涌水压力和大流量涌水的工程实际,对多种涌水治理方案进行了论证分析。依据实测的涌水量及涌水压力等参数,提出了可控注浆堵涌工艺。论述了SJP水泥浆基本组成及其性能特点,可控注浆止涌的工艺技术,分析了止涌注浆孔口压力变化与孔内浆液处境之间的关系,提出了止涌注浆压力变化中的“零起点”和“零末点”及h值等新概念,以及利用压力变化判断涌水通道类型的方法等。经3个涌水钻孔的注浆止涌的实践表明,按研究成果对大涌水量钻孔进行治理,有效封堵了这3个强涌水钻孔,保证了工程顺利施工。     

甘肃省民勤干旱区红沙岗矿区水资源模拟与评价

结合甘肃省民勤红沙岗矿区疏干水利用实例,基于Visal Modflow4.1软件对矿区第四系疏干水可利用量进行了数值模拟计算,并对矿区第四系松散岩类孔隙水的补给及储量进行了研究。研究结果表明:矿区第四系松散岩类孔隙水天然补给源为沟谷雨洪水入渗量和基岩裂隙水的侧向流入量之和98.41×10~4m~3/a(2 696.16 m~3/d),其储存量为2 798.45×10~4 m~3;设计矿区疏干水开采时间为30年、40年及50年时,与其对应第四系可利用疏干水量分别为281.98×10~4m~3/a(7 725.48 m~3/d)、225.32×10~4m~3/a(6 173.15 m~3/d)和183.55×10~4m~3/a(5 028.77 m~3/d),矿区疏干水不能满足计划用水量600.00×10~4 m~3/a,需寻找新的供水水源;计算结果较真实地反映了矿区疏干水储量,具有较好的实用性;所建模型为其它类似矿区疏干水可利用量的计算提供了借鉴。     

基于水文地质概念模型的金铜矿区涌水量预测方法研究

黄屯硫铁矿西部的金铜矿区属于新增资源,为查明西部金铜矿体的开采条件,在对矿区水文地质边界条件进行综合分析的基础上,建立矿区水文地质概念模型,运用比拟法与解析法两种计算方法分别对矿区矿坑涌水量进行了预测,结果表明:两种预测方法得出的结果基本相近。从安全因素考虑,建议将比拟法预测的-340 m中段正常涌水量1 001.5 m~3/h(24 036.4 m~3/d)和最大涌水量1 101.5 m~3/h(26 436.4 m~3/d)、-460 m中段正常涌水量1 354.9 m~3/h(32 517.6 m~3/d)和最大涌水量1 454.9 m~3/h(34 917.6 m~3/d)作为矿井防排水系统及相关设计的依据。最后根据预测结果,对矿井防排水系统及相关设计提出了合理建议。     

回采工作面顶板复合含水层涌水量时空组成及过程预测方法

为提高彬长矿区各矿井预测涌水量的准确性,通过精细化勘探将洛河组划分为上、下两段;建立了巨厚复合含水层涌水量预测的水文地质概念模型,将受到煤层采后顶板导水裂缝带波及的含水层涌水概化为考虑垂向渗流的向河渠排泄模型,称之为"含水层水向工作面涌水模型";并给出了与矿井采掘计划相结合、考虑含水层静储量释放、动态补给和垂向渗流的水量预测方法,称之为"工作面时空动态涌水量预测方法"。以高家堡矿井为例,预测101工作面最大涌水量为1 222.11 m~3/h,采后初期稳定涌水量为950.07 m~3/h;预测201工作面最大涌水量为610.93 m~3/h,采后初期稳定涌水量为536.73 m~3/h。与实测涌水量对比分析,预测涌水量绝对误差为-130.49~20.64 m~3/h,误差率为-21.05%~8.39%,预测精度大大提升。     

黄陇煤田煤层顶板水害特征及其防控技术

陕西黄陇煤田是我国主要产煤基地之一,煤层开采主要受顶板巨厚洛河组砂岩水威胁,水害防控形势严峻,分析顶板涌水特征、研究水害防控关键技术对于煤矿安全生产具有重大意义。在收集该区域典型煤矿工作面涌水量资料的基础上,分析顶板水害类型及其主控因素,总结工作面涌水量变化规律,并研究顶板巨厚砂岩含水层水害形成机理,进而提出顶板水害防控关键技术。结果表明:(1)黄陇煤田顶板含水层充水可分为持续涌水式、非持续涌水式和泥砂溃涌式3类,持续涌水式包括可控持续型和高强度持续型,非持续涌水式分为离层涌水型(包括偶发离层涌水型和频发离层涌水型)和脉冲式涌水型,以及泥砂溃涌型共6型。(2)关键隔水层厚度、煤层与洛河组砂岩间距、洛河组砂岩的富水性共同决定顶板涌水形式:当关键隔水层厚度较小甚至缺失,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距较小时,发生脉冲式涌水;当关键隔水层厚度较大且分布稳定,洛河组砂岩富水性中等至强且与煤层间距较小时发生持续涌水;当关键隔水层巨厚,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距巨大时发生离层涌水;当煤层顶板导水裂隙带范围内的侏罗系地层发育胶结不良地质体或煤层出现冒顶现象,容易形成水砂溃涌灾害。(3)地下水位监测预警技术、地面钻孔疏放离层积水技术、井下泄水巷集中排水技术、排水系统建设与维护技术、减水开采技术等是黄陇煤田水害防治的关键技术;工作面精细管理制度、工作面水情日分析制度、专家会诊及对标学习制度等是做好水害防治工作的配套管理对策。      

庆阳地区钻孔涌水事故综合处理技术

庆阳地区地下水异常丰富,地面高程在1 060m以下的钻孔有不同程度的涌水现象,给钻探施工带来了诸多难题。本文通过对施工区水文地质条件的分析,提出了涌水治理措施,即平衡地层压力法、密封器止涌、套管隔水分水法、随涌钻进等方法。同时对涌水钻孔的测井、封孔方法给予了说明。     

神府榆矿区矿井排水量现状分析及远期预测

摸清神府榆矿区现阶段和未来的矿井排水量,利用煤炭产量、矿井生产能力、富水系数等数据进行研究,结果表明:随着研究区煤炭开发强度逐渐增大,原煤产量从2001年的1 616万t增长到2014年的36 200万t,煤炭大型现代化矿井年产量均在500万t以上,其中活鸡兔矿达到2 067.47万t/a。神府矿区矿井排水量46.00~1 218.00 m~3/h,平均富水系数0.231 0 m~3/t;榆神矿区矿井排水量139.11~3 698.00 m~3/h,平均富水系数1.167 4m~3/t;榆横矿区矿井排水量360.80~1 357.00 m~3/h,平均富水系数1.959 3 m~3/t;从神府→榆神→榆横,采煤过程中富水系数逐渐增大,且同一矿区的不同煤矿之间,富水系数差异也较大。结合煤炭产量和矿井排水量,计算得到神木、榆阳和横山的矿井水水量分别为0.938 0×108m~3/a、0.715 7×108m~3/a、0.086 1×108m~3/a,神府榆矿区矿井总排水量为1.739 8×108m~3/a,远期矿井排水量可达3.067~3.55×108m3/a。对神府榆矿区现阶段和远期矿井排水量开展研究,可以为榆林市合理开发利用矿井水资源提供依据,实现煤炭开发与水资源保护相协调。     

余杭膨润土低固相泥浆在浙西煤田钻探中的应用

我队正在政棠和铜山两矿区施工。铜山矿区平均换层率为130层/百米,岩石大部为中、细粉砂岩、砾岩和泥岩。其中硅质砂岩和砾岩的可钻性达Ⅷ级,部分松散地层很难形成规则孔壁。矿区断层多,漏水、涌水现象时有发生。政棠矿区岩石多为中、细粉砂岩、角砾岩等,有些石英成分占50％以上,可钻性达Ⅶ—Ⅷ级。矿区平均换层率170层/百米。主要断层多由钙质或泥质胶结。      

俄罗斯岩溶大水矿床治水途径

俄罗斯与我国相似,其岩溶大水矿床是目前条件最为复杂、治水耗费最大的矿床。北乌拉尔铝土矿是其突出代表。由于矿层位于强岩溶化岩层之中,矿井涌水始终是采矿工业的重要课题,尤其是井工生产以后,有的矿排水系数高达160,短期250～300 m~3/t,矿井涌水随开采深度迅速增大。如1946年,仅红帽矿区总涌水量已高达     

基抗开挖涌砂处理

1工程概况及工程地质情况在下部为含砂土地基中开挖基坑时，如果周围降水效果不好，极易从桩间发生涌水涌砂现象。如果基坑周围某处缺少支护桩，就会使该处涌水涌砂更加严重。长春某厂子午胎车间箱形基础基坑开挖便是如此。该基础基坑防护灌注桩和降水井点的布置见图1。目2Fig．21．2、68－6ap钢管（多根）33一木方；4一护桩；5一承台；7一钻孔；9一建筑基础；10一厂房；11一地基土；12一淤泥；13一砂层基坑从左至右。开挖深度逐渐增大，右侧坑边开挖到砂层后，发生严重涌水涌砂现象。图1中A处缺少一根防护桩，该处涌水涌砂现象尤为严重。…     

神府?东胜矿区高强度开采顶板涌水特征及防治技术

针对我国西部矿区煤炭开采顶板水害威胁问题,以神府?东胜矿区为研究对象,统计了50个工作面的涌水量数据,总结了不同煤?水组合下5种典型的工作面顶板涌水特征:动态补给主导的持续增长型;“动?静”储量共同作用的先增后稳型;微涌水持续稳定性;水文地质条件差异化局部凸显型以及静储量主导先增后减型。针对每种涌水规律,分析了其成因机制,并提出相应的水害防治思路及措施:当工作面受侧向补给较强时,根据实际水文地质条件可采用帷幕截流措施为主、疏水降压措施为辅的防治手段;当工作面受顶板含水层静储量补给为主时,可提前疏水降压,削峰平谷;当工作面受顶板含水层局部富水区域或采空区涌水补给时,可有针对性地采取疏放、注浆治理等综合措施,消除局部水患等。研究成果对于受顶板水害威胁的西部矿区水害防治工作具有借鉴意义。      

呼吉尔特矿区深埋煤层顶板“七里镇砂岩”富水特征研究

为了查清呼吉尔特矿区深埋煤层顶板"七里镇砂岩"直接充水含水层富水特征,在确定地质结构特征和关键含水层空间展布的基础上,研究了不同尺度(工作面、单个矿井、煤矿群)下涌水演化和水位变化规律。结果表明:研究区顶板疏放水钻孔涌水量具"两侧小、中间大"的特点,顶板疏放水钻孔涌水量与"七里镇砂岩"厚度对应性较好,显示"七里镇砂岩"含水层是该地区煤层顶板最主要的直接充水含水层。对煤层顶板直接充水含水层进行大型煤矿群(近4 000万t产能)超大型疏放水,矿区涌水量随着井下采掘活动强度的增加而持续增加,2018年已达到7 029.75 m~3/h,且未出现稳定或衰减现象,表明"七里镇砂岩"动态补给较好;这个过程中"七里镇砂岩"含水层水位下降明显,白垩系水位则基本不变,表明浅部含水层与深部含水层之间水力联系较差,"七里镇砂岩"以侧向补给为主。综上,呼吉尔特矿区煤层顶板"七里镇砂岩"具有水量大、水压高、富水性不均一、补给好的特点。     

粉细砂层中锚索施工涌水涌砂的处理技术

广州市良业大厦基坑支护工程存在较厚的淤泥质粉细砂层,预应力锚索锚点位置处于粉细砂层中时,锚索施工易发生涌水涌砂现象而引发基坑事故。施工过程中通过采取跟管钻进干钻成孔、墙后孔口设置止浆袋及墙后注浆的处理措施,减少了锚索施工过程中涌水涌砂现象的发生,避免了因涌水涌砂水土流失造成基坑外地面下沉而引发的基坑事故。     

焦作矿区地下水水化学特征及涌水水源判别的FDA模型

运用统计学Fisher判别分析(FDA)理论,根据含水层涌水水样的水化学分析结果,建立焦作矿区涌水水源的数学识别模型,分析了矿区地下水水化学特征及形成机制,确定了含水层涌水的补给来源,并对它们进行判别分析及结果验证。结果表明:FDA模型预测涌水水源与常规水化学方法分析结果基本一致;矿区奥灰水补给太灰水特征明显,煤层顶板砂岩水与深部岩溶水联系较弱。FDA模型利用回代估计法所得到的误判率小,适用性强,简易方便,具有较强的涌水水源判别能力。      

彬长矿区复合煤层联合开采区涌水特征

针对陕西彬长矿区复合煤层联合开采工作面的涌水异常,通过总结涌水特征,找出了涌水与地层、地质构造、地层压力等之间的联系,并从涌水水源、导水通道、涌水机理3个方面分析了涌水异常的原因。分析认为,受开采强度和安定组地层因素影响,洛河组已成为煤层开采的直接或间接充水含水层;褶曲构造产生的大倾角地层利于导水裂隙带发育,是形成密集出水区段条带特征的直接原因;区域地层具备产生离层水的条件,而特殊的煤层组合关系及开采顺序是造成工作面涌水峰值巨大的主要原因。      

国道213线五指山隧址区水文地球化学特征研究

运用水文地球化学方法对国道213线五指山隧道进行研究。涌水起源和地下水循环特征等方面的研究。结果表明:国道213线五指山隧道涌水属于深循环地下水,进口段隧道涌水主要来自于砂页岩含水层,而隧道出口段涌水化学组成则受控于石膏矿物的溶解;硫、氧同位素组成分析证实五指山隧道主要涌水带均与浅表地下水的直接下渗有关。此研究成果为隧道涌突水的预防和治理提供了理论依据。     

隧洞断层破碎带岩体涌水量分析——安哥拉某水电站为例

隧道涌水量预测对隧道的设计和施工至关重要.笔者以安哥拉某水电站进厂交通洞涌水为例,基于涌水发生后实测的涌水量、水温、水化学、附近地下水位变化等特征,分析涌水成因.根据涌水洞段岩体透水性的不同,将隧洞断层区岩体划分为3个透水性段.根据建立的模型,采用流体力学伯努利方程对最大涌水量进行估算;利用稳定流裘布依理论公式对正常涌...     

代池坝煤矿深部水文地质条件研究及涌水量预测

代池坝煤矿进入深部开采,通过对矿区深部水文地质条件研究与矿井充水因素分析,认为矿床充水含水层为富水性弱~中等的砂岩裂隙含水层,各含水层间水力联系差,深部开采面临含水层地下水水压变大,具有一定的危险性。矿井主要充水水源为大气降水、含水层砂岩裂隙水、地表水和采空区积水。矿区主要充水通道是煤层开采后形成的导水裂缝带和矿区范围内11个报废钻孔。采用了比拟法的计算:深部标高+320~+50m范围内正常涌水量为234m~3/h,最大涌水量为509m~3/h。