干旱地区烧变岩地下水资源储量计算方法研究

新疆哈密大南湖矿区属典型的大陆性气候,日照时间长,降雨量小,年蒸发量是年降雨量的80倍以上。该矿主要含煤地层为侏罗系西山窑组。煤层厚,埋藏浅且易自燃,因而烧变岩区分布广泛。通过对矿区的自然地理、水文地质条件、单孔、群孔抽水试验资料的综合分析,认为区内烧变岩地下水的存储以静储量为主,并运用体积法、单位储存量法两种方法进行地下水资源储量计算。通过计算对比,认为用体积法计算的地下水存储量较为可靠。该方法对其他类似区的地下水资源储量计算有较高的参考价值。     

生态脆弱区烧变岩研究现状及方向

烧变岩是地质历史时期煤层自燃形成的一种特殊类型的岩体。烧变岩的研究有益于对煤层形成以来所经历的构造运动、古气候和古地理的研究。同时,它也是重要的水文地质勘查对象。50年来,烧变岩的研究多集中于其勘查方法,尤其是较多的论述了其磁性特征与物探确定烧变岩体边界问题。近年来,研究了其水文地质特征。笔者论述了烧变岩的研究现状,提出了烧变岩是一种特殊类型的岩体,空隙、裂隙发育,具有形成富水区的有利条件,是陕北煤炭开发区良好的供水水源。提出了应加强烧变岩内部结构、非均质性特征和空间分布形态的研究,系统开展烧变岩水文地质勘查,评价烧变岩地下水资源,为合理开发利用烧变岩奠定基础。     

榆神府煤田浅层地下水的开发与利用

在论述半干旱地区的榆神煤田其自然地理状况及区域水文地质条件的基础上，分析了勘探资料表明有供水意义的侏罗系烧变岩，第四系萨拉乌苏组和河谷冲积层中浅层地下水资源开发的可能性和可行性，根据目前矿区地下水开发利用现状，提出了地下水资源合理开发利用的途径及地质环境保护措施。     

奥灰水文地质条件的数值模拟探讨

基于数值模拟技术以象山矿11#煤底板奥灰含水层放水试验成果为基础,深入分析与合理概化水文地质条件,采用三维地下水模拟软件Visual MODFLOW建立研究区地下水系统的三维数值模型。经过模型的校正分析,认识矿井水文地质条件,反演得出含水层主要水文地质参数,最终合理的预测了该矿井11#煤研究区底板带压涌水量及首采面奥灰含水层涌水量。     

地下水及溶质运移数值模拟系统

介绍了地下水及溶质运移数值模拟的研究进展、数值模型的分类和数值模拟的步骤。根据数值模拟中涉及到的地质信息资源的特点，提出了基于地理信息系统(GIS)技术的地下水及溶质运移数值模拟系统的设计思路。该系统能够对模拟区域的基础地质资料、水文地质勘探资料以及数值模型的输入、输出资料进行动态管理，而且随着勘探、科研和生产的不断进行，通过对数据库的及时更新以及对数值模型的不断校正，可为不同的科研和生产方案的预测与评价提供信息资源。     

黑龙江宝清露天煤矿首采区多层含水层地下水数值模拟

露天煤矿开采的矿坑排水量和水位降深是决定煤矿首采时间的关键问题。利用GMS软件建立了黑龙江省东部宝清露天煤矿首采区三层含水层和两层弱透水层组成的地下水渗流数值模拟模型,再利用实测资料对所建立的模型进行了参数识别和模型验证。在综合考虑经济效益和降水效果的条件下,再利用该模型对不同方案下地下水流场的变化进行了预测,据此提出了露天煤矿首采区最优的布井方案（86眼降水井）及相应的开采量（95 718.84 m^3/d）,预测了首采区地下水位的下降过程（平均下降速度为0.17 m/d）。     

莱州市平里店- 驿道地区区域地下水资源及开采潜力评价

水是经济发展和社会进步的生命线,研究地下水资源赋存规律,计算地下水资源量及开采潜力评价,对区域地下水可持续开发利用及水环境保护具有重要意义。本文以莱州市平里店—驿道地区所在的1∶5万平里店图幅区域作为研究区,通过资料收集、水文地质测绘、地球物理勘探、水文地质钻探、水文地质试验、水文地球化学调查、地下水动态监测等工作手段,查明了研究区内各水文地质单元的水文地质特征。在此基础上,将研究区划分为5个地下水资源计算分区(包含11个计算组、2个计算亚组),通过资料统计法和开采量调查统计法统计了各计算分区一个水文年内地下水资源开发利用现状,计算并选用合适的水文地质参数,运用水均衡法计算出区内降水入渗补给量、河流渗漏补给量、灌溉回渗补给量、侧向径流量及地下水允许开采量,并对各计算分区地下水资源开采潜力作出分析评价。研究区地下水允许开采量为3915. 675×104 m 3/a,王河水文地质区松散岩类孔隙水涌水量>500m3/d亚组地下水资源开采潜力较大,其余各计算分区、组及亚组地下水资源开采潜力一般。     

矿坑突水破坏条件下流水壕泉域地下水开发利用方案

流水壕泉域地下水以水头、沙渠两个烧变岩大泉排泄,本可直接引泉开发利用,但附近煤矿矿坑突水使得该泉水完全干涸消亡为有效开发利用这一宝贵而有限的地下水资源,满足当地紧迫的生产用水需求,本文结合泉域水文地质条件,提出了矿坑突水破坏条件下地下水开发利用的相应方案,并经取水实践,证明是可行的。     

陕北能源化工基地烧变岩的分布特征及水文地质意义

在分析陕北能源基地烧变岩岩性特征及形成条件的基础上,归纳叙述了烧变岩的分布规律和烧变岩分布区的水文地质特征、地下水形成条件,并简要论述了烧变岩的富水性及其水文地质意义。烧变岩主要分布在秃尾河、窟野河及其支沟的两侧,呈条带状展布,长度十到几十千米,宽度一般1-2km,分布面积近700km^2。烧变岩裂隙、孔洞发育,十分有利于上部萨拉乌苏组地下水的越流补给,通常以大泉的形式排泄于近沟脑的部位,流量、水质稳定;或于烧变岩底部盆形构造区富集,利用烧变岩地下水可缓解近期能源基地供水紧张的局面。     

环境同位素方法在平凉市岩溶地下水研究中的应用

应用环境同位素方法对平凉隐伏岩溶水的研究结果表明 ,研究区隐伏岩溶水形成较早 ,且有大量现代水的混入 ,平均混入量为 5 4 %。说明研究区隐伏岩溶水的补给和更新能力较好。环境同位素分析结果还显示 ,大岔河隐伏岩溶水为一相对独立、半开放的水文地质单元。其补给来源部分为流域内大气降水、地表水的补给 ,部分为东南部三道沟岩溶地下水的补给。根据环境同位素 EPM与 EM两种模型计算 ,地下水的滞留时间为 36 a。地下水储存量为 1.314× 10 8m3;储水系数为 7.2 9× 10 - 3。这一结果与传统勘探方法的计算结果基本吻合 ,说明环境同位素方法的实用性 ,可在地下水资源调查中作为传统方法的补充和对比。     

人工井液电阻率测井在煤田水文地质勘查中的应用

为准确获取水文地质参数,进而为矿井防治水、矿井涌水量计算以及地下水评价等提供可靠的参数,以煤田地质勘探中实测的人工井液电阻率测井曲线为依据,结合岩心精细描述、抽水试验、常规地球物理测井等技术获得的资料进行综合分析。研究表明:人工井液电阻率测井技术在煤田水文地质勘探中不仅可以准确划分含隔水层的性质,确定其位置,分析含水层之间的补给关系,检查钻孔止水效果,计算各含水层钻孔截面流量,亦可研究地下水流体特征,评价地下水水质参数以及监测生产矿井导水裂隙带高度。因此,人工井液电阻率测井能够提高煤田水文地质勘探成果利用率,实现地质勘探信息的最大化利用,从而更好地为矿井设计、建设及矿井生产服务,保障矿井安全。      

探放水技术在矿井水文地质补充勘探中的应用

2011年5月30日,柠条塔矿S1210工作面在推采至距切眼61m时,初次来压顶板大面积出水,至6月2日,水量达1200m3/h。该水量在干旱少雨、地下水资源匮乏的陕北矿区十分罕见,也与矿井北翼及南翼北部的情况不同,因此需要进行水文地质补充勘探工作。补勘结果表明,工作面突水的通道是2-2煤开采后形成的冒落带和导水裂隙带,直接水源是延安组砂岩水和直罗组砂岩水,间接水源包括第四系松散层水及烧变岩水。基于补勘成果还不能明确S1210面恢复生产方案是在强排下继续开采,还是甩开大水区域重开切眼,该矿又进行了探放水工作,并利用探放水钻孔进行了放水试验和工作面涌水量数值模拟计算。最后综合考虑将矿井防治水和恢复生产的方案确定为封闭突水点,重新开切眼。恢复生产后的实际开采发现,S1210面涌水量未超过100m3/h,防治水效果明显。目前工作面已实现了安全回采。     

神东煤炭基地1:50 000活鸡兔幅矿区水文地质图数据集

本数据集在1：50 000活鸡兔图幅内综合应用了遥感、地面调查、物探、钻探,以及水化学同位素等多种方法进行数据采集,共完成2期遥感数据解译800 km²,地面调查点377个,丰水期、枯水期地下水水位统测240点次,抽水试验10组,水体样品采集共计127组,水文地质钻探累计进尺600 m。本数据集细化了工作区内第四系孔隙含水层、白垩系洛河组孔隙-裂隙含水层富水等级,填补了侏罗系安定组、直罗组水文地质信息的空白;同时,加入了与采煤相关的次生环境地质要素,并首次将浅层含水层疏干区较为准确地勾画出来,还建立了采煤影响下的地下水的循环模式,突出了矿区水文地质调查的特色。本数据集为矿区水文地质调查工作的规划、部署与总结提供常态化支持,对保障国家能源安全、生态安全具有重要的现实意义。     

松散承压含水层水文地质参数分区及水流场数值模拟

为了揭示华北型煤田松散承压含水层水文地质参数及其对地下水流数值模拟的意义,以安徽淮北煤田宿南矿区祁东煤矿松散层承压第四含水层(简称“四含”)为研究示范,对多个影响因素综合分析,采用层次分析-模糊综合评价法,对研究区四含水文地质参数进行分区,合理确定各分区的水文地质参数,并用于采煤情景下地下水流动态数值模拟。数值模拟结果表明：祁东煤矿2008-2012年浅部煤层开采过程中四含地下水流场没有明显改变,但南北分区水头差逐年增大,地下水流向始终从南向北,而且在井田北部水力梯度逐渐减小,在井田南部水力梯度逐渐增大,南北区以倾角为60°~70°、断距为10~320 m的魏庙断层为分界线,基岩中大倾角与大落差断层的出现是引起上覆松散承压含水层水力梯度异常的根本原因。     

榆神矿区煤矿防治水的几点思考

为了科学解释榆神矿区矿井涌水量较大的涌（突）水事件,为煤矿防治水奠定基础,分析了近年来区内发生的突水事件及矿井较大涌水情况,提出矿井较大涌水形成机理、红土层水文地质性质、矿井涌水量预测的准确性等疑问,阐述了突破“井田”范围,从区域上研究地下水系统和突水水源,关注延安组、直罗组、安定组、洛河组等砂岩弱富水含水层,从导水裂隙带中寻找突水水源,科学评价各岩（土）层的水文地质条件,采动岩层（含水层）渗透性演化以及探索矿井水害源头预防和区域治理思路等几点思考,提出应该从区域上认识水文地质条件及对煤矿涌（突）水的“贡献”,揭示矿井较大涌水形成机理,进一步加强水文地质补充勘探,准确识别含水层、隔水层及其空间赋存关系,探测大采高、大采面环境下导水裂隙带发育规律,并提出从区域上识别地下水强径流带和局部富水区的基础上,制定矿井水害防控措施的思路,为榆神矿区煤矿水害防治提供借鉴和帮助。      

蒙陕接壤区深埋煤层开发过程中矿井涌水量变化特征

蒙陕接壤区侏罗系深埋煤层开采过程中,掌握不同阶段矿井涌水量变化规律,是保障煤矿安全的关键。从含水层发育特征、巷道掘进进尺、采空区半径等方面开展了相关研究,结果表明:蒙陕接壤区煤层顶板导水裂缝带范围内的3层复合含水层,富水性差异较大,分别对巷道掘进阶段和工作面回采阶段涌水量影响较大。煤矿建井阶段,矿井涌水量随着巷道掘进进尺增加而增加,但单位进尺涌水量变化不大,平均涌水量为0.008 32 m3/（h·m）。工作面回采前将钻孔水量降至5.0 m3/h以下,水压降至1.0 MPa左右,实现了顶板含水层静储量充分疏放目标。首采面和接续面回采阶段,矿井涌水量呈"阶梯式"平稳增加,矿井涌水量与采空区半径呈线性正相关关系。通过对侏罗系深埋煤层开采过程中矿井涌水量变化规律和影响因素的研究,可以为其他矿井建设和工作面回采提供安全保障和科学依据。      

逐阶段安全提高巨厚松散含水层下煤层开采上限研究

为最大限度回收煤炭资源,安全缩小防水煤柱,针对淮北矿区煤层普遍上覆巨厚第四系松散含水层,煤层顶板不稳定情况,淮北刘东煤矿把提高开采上限工作分为防水、防砂两个阶段推进。首先通过研究分析西三采区第四系底部含水层和黏土隔水层等水文地质资料,确定西31000工作面第四系底部含水层为弱富水性,水体采动等级为Ⅱ级;然后通过数值模拟、物理模拟和对比分析等方法研究开采后的覆岩破坏高度,并与井下实际观测值进行对比,确定西31000工作面采后导水裂缝带的发育高度为41.3 m;据此提出了安全、合理的防水开采上限高度。安全回采后,成功解放呆滞储量22万t,为下一步进行防砂安全开采打下了良好的基础。      

Numerical modeling of water yield of mine in Yangzhuang Iron Mine,Anhui Province of China

This study develops a three-dimensional heterogeneous numerical model to simulate the water inrush process and predict the water yield for mineral exploration in Yangzhuang Iron Mine in Anhui Province. To identify the hydrogeological parameters of the aquifer in the study area, the model was calibrated and validated using the observed heads through the integrated trial-and-error and automated techniques. Also, the sensitivity analysis of the model was performed to evaluate the uncertainty associated with the calibrated model. According to the mine construction plan at different mining levels of -500 m, -600 m, and -700 m, the calibrated model was then applied to predict the water yields dependent on the different mining levels. As indicated by the prediction results, the numerical simulation model can systematically describe the groundwater system in the mining area and determine the source of water inrush in this iron mine. In conclusion, numerical analyses carried out in this study can provide guidance to decision-makers in balancing the iron ore mining and mine dewatering in the future.     

山西省离柳矿区沙曲井田数值模拟及矿井涌水量预测评价

沙曲井田位于山西河东煤田离柳矿区的中部,处在柳林泉域岩溶水系统的径流区。矿区奥灰水水量大,水位标高为+797～+802m,其中的4#煤底板承受奥灰水压2～5MPa,10#煤底板承受奥灰水压3～6MPa,属带压开采矿井。利用井田以往的地质及水文地质勘探资料,应用GMS软件建立矿区三维立体模型和地下水渗流的数学模型,实现水文地质结构三维可视化,使数学模型能正确地反映预测区的水文地质条件,达到数值仿真效果;应用有限差分数值法,对开采上组煤(3#+4#)和下组煤(8#+9#、10#)时,石炭系太原组灰岩含水层和奥陶系峰峰组含水层的疏降进行矿井涌水量预测,为矿井的安全生产和防治水工作提供依据。