麻家梁矿主要含水层的水化学特征及其成因研究

利用矿区钻孔做抽水试验取得的水质化验数据,利用Piper三线图研究了地表水、松散层水、山西组砂岩水、太原组砂岩水和奥灰水的水质类型及其水质类型形成原因。利用箱型图研究了各含水层中Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺+K⁺、Cl^-、SO₄^2-、HCO^-₃+CO₃^2-的含量,同时研究分析了同种离子在不同含水层中含量的差别,进而通过离子含量来判别水质类型。为麻家梁矿井水文地质和防治水工作提供理论依据。     

鸳鸯湖矿区地下水化学特征与成因分析

为了查明鸳鸯湖矿区地下水化学特征与成因，给矿区内矿井水害防治工作提供依据，对矿区内第四系、白垩系、直罗组、2～6煤间、6～18煤间、18煤以下含水层的水文地球化学进行分析。结果表明：地下水阳离子以K⁺+Na⁺为主，阴离子以SO₄^2-和Cl^-为主，并且这4种离子也是TDS的主要来源；第四系含水层地下水主要受到岩石矿物的风化溶滤作用的控制，其他含水层地下水均受到不同程度蒸发浓缩的作用；由地下水氯碱指数可知各含水层均存在不同程度的阳离子吸附作用，由深部18煤以下含水层至浅部第四系含水层氯碱指数逐渐减小，阳离子吸附作用不断加强，Ca²⁺和Mg²⁺含量不断下降，各含水层地下水均受到不同程度脱硫酸作用的影响；通过离子比值分析，各含水层地下水水化学成分主要来自岩盐的溶解，其中Ca²⁺和Mg²⁺来自硅酸盐和蒸发岩的溶解；从同位素分析可以发现第四系水的补给来源主要为大气降水，蒸发导致直罗组和2～6煤间延安组地...     

深部矿井大型边界断层导水性试验研究

以城郊煤矿F_(20)断层为例,通过放水试验过程中太灰含水层连通性和补给来源分析,结合太灰含水层水化学特征及其时空变化规律,研究了深部矿井大型边界断层的导水性。研究结果表明,城郊煤矿F_(20)断层附近太灰含水层导水性良好,且能够得到有效且快速的补给,补给来源为奥灰含水层,补给通道为F_(20)断层。太灰水在空间上表现为随着与F_(20)断层距离的减小,矿化度和Na~++K~+含量均降低,Ca~(2+)含量增加;在时间上表现为随着涌水时间的延长,水样矿化度和Na~++K~+含量降低,而Ca~(2+)+Mg~(2+)含量增加;水化学时空变化特征也表明奥灰水通过F_(20)断层补给太灰水。     

雨汪矿区水化学特征及成因分析

为研究云南省富源县老厂煤矿区四勘区西南部的雨汪矿区水环境特征及水循环规律,现场调查后,对8处地表水、1处地下水采取成因分析、相关性分析、同位素组成分析方法,利用Piper三线图和Gibbs图、Pearson相关性图和氢氧同位素组成图分析雨汪矿区的水化学特征及水体补给形式。结果表明,地表水p H呈中性,化学类型为Ca²⁺-HCO₃^-型,地下水p H值呈碱性水化学类型为Na⁺-HCO₃^-+CO₃^2-型,水样属于低矿化度水。地表水TDS与Mg²⁺显著相关,Na⁺+K⁺与SO₄^2-呈显著相关,氢氧同位素组靠近云南降水曲线附近下方地表水和地下水主要离子存在较大差异,地表水受碳酸盐岩风化和蒸发岩影响较明显,地下水可能受到不同含水层补给,并伴随溶滤作用。分析结果证实了含水层的相互联系,对后续防治水工作开展及巷道建设具有...     

新集矿区深层地下水水文地球化学特征与成因分析

以淮南新集矿区深层地下水充水含水层为研究对象，采集新集矿区不同层位的水样，测试水样的阴阳离子浓度，采用统计分析及离子比例系数分析法对砂岩水、推覆体片麻岩、推覆体寒灰水、奥灰水、太灰水5个含水层的74个水样数据进行了分析。结果显示:研究区深层地下水属弱碱性水，阳离子以Na⁺+K⁺为主，阴离子以Cl^-为主，奥灰水中Ca²⁺和SO^2-₄的浓度较大，水化学类型主要以Cl-Na和Cl（HCO₃）-Na型为主；水化学特征主要由浓缩作用和碳酸盐、硫酸盐溶解共同作用，其中大部分水样主要由岩盐溶解控制，新集矿区深层地下水的水化学特征主要由浓缩作用和硫酸盐溶解作用共同控制，砂岩水主要发生的是阳离子交换以及碳酸盐、硫酸盐溶解作用，推覆体片麻岩和推覆体寒灰水可能发生溶滤作用和阳离子交换作用。     

库车坳陷北部构造带断裂活动及油气成藏意义

库车坳陷北部构造带断裂活动时间长且多期次叠加，对油气成藏作用产生重要影响。通过生长指数剖面法、典型剖面伸展(压缩)率法、构造平衡剖面法3种方法联合，研究了库车坳陷北部构造带断裂的发育特征、活动时期及其油气成藏意义。结果表明:库车坳陷北部构造带断裂主要发育早期逆冲断层、晚期逆冲断层和长期活动断层3种类型; 断裂活动时期有5期，分别为古近纪(E)、新近纪吉迪克组沉积期(N₁j)、康村组沉积期(N₁k)、库车组沉积期(N₂k)、第四纪(Q)，其中N₁j、N₁k、N₂k为断裂活动的关键时期; 断裂活动会导致克孜勒努尔组(J₂kz)烃源岩沉积厚度变大，有利于构造、岩性等多类型圈闭的形成; 断裂活动期(N₁j、N₁k、N₂k)与烃源岩的主生排烃期(E、N₁j、N₁k、N₂k)匹配关系良好; 断裂活动有利于依南2和吐东2油气藏的生成和聚集，也会使依南4井和依深4井油气逸散，导致成藏保存条件被破坏。研究结果对分析该区油气藏成藏过程具有重要意义。     

陕北榆神矿区煤层开采顶板涌水规律分析

榆神矿区是我国陕北煤炭基地的重要组成部分,针对榆神矿区煤层开采顶板覆岩含水层涌水规律研究不足等问题,通过系统分析地质与水文地质结构特征,将矿区开采煤层覆岩划分为松散孔隙、基岩与风化裂隙、烧变岩孔洞裂隙4个含水层组,以及主、亚2个隔水保护层组;根据煤层采动导水裂隙与覆岩含(隔)水层组不同组合关系下的含水层涌水特征,提出了浅埋煤层侧向直接涌水、中深煤层侧向与垂向复合涌水,以及深埋煤层侧向涌水与垂向弱涌水3种含水层涌水模式;并采用数值分析方法,以榆神矿区典型矿井为研究对象,构建了采煤工作面尺度上煤层开采3种模式涌水分析模型,模拟结果显示,浅埋煤层侧向直接涌水型(凉水井井田),主采煤层为4^-2煤层,采动导水裂隙直接发育至松散含水层,工作面顶部含水层被疏干,总涌水量为47 m³/h,地下水流场受采动影响大;深埋煤层侧向涌水与垂向微涌水型(小壕兔1号井田),主采煤层为1^-2煤层,采动导水裂隙发育至基岩含水层,总涌水量为21.87 m³/h,以侧向涌水为主,由于主、亚隔水层复合保护,垂向涌水微弱;中深煤层侧向与垂向复合涌水型(曹家滩井田),主采煤层为2^-2煤层(均厚约为11 m),在分层开采条件下导水裂隙发育至基岩含水层内部,其侧向涌水量为23.17 m³/h,垂向涌水量为12.67 m³/h,地表松散含水层地下水流场变化较小,在一次采全高条件下导水裂隙突破亚隔水层,发育至风化基岩含水层底部,总涌水量增至131 m³/h,对松散含水层影响较大。此外,当导水裂隙带高度小于180 m、不能沟通风化基岩含水层时,随导水裂隙带高度增加涌水量增加幅度不大,当导水裂隙带高度大于180 m、导水裂隙揭露富水性较好的风化基岩含水层时,涌水量增加幅度较大,由此可见,抑制导水裂隙发育高度与覆岩强含水层的接触关系,是控制煤层覆岩涌水的一项重要措施。     

基于层次分析法的地面区域治理目的层位优化选择

鉴于两淮煤田太原组地层灰岩多达10～13层，地面区域治理的目的层位具有不惟一性，以潘二煤矿西四采区18413工作面为例，对目的层位的优化选择问题进行研究。突水系数要求是目的层位优化选择的前提，决定了目的层位的选择范围，以C₃6灰岩为目的层位，经计算得出其突水系数小于临界值，因此，推断C₃⁶～C₃¹²灰岩为潜在的目的层位。水动力条件、含水层水力联系、导水构造、灰岩间距、灰岩厚度、地层可注性等影响因素是目的层位优化选择的关键指标，而单因素分析确定的目的层位之间具有不相容性，难以实现目的层位的优化选择，因此，采用层次分析法进行目的层位的优化选择。以地面区域治理目的层位的优化选择为目标层，水动力条件、含水层水力联系、导水构造、灰岩间距、灰岩厚度、地层可注性为准则层，太原组C₃⁶、C₃⁷、C₃⁸、C₃⁹、C     

深部隐伏构造特征地震解释及对煤矿安全的影响

为了查明隐伏构造带的分布,针对研究区不同年份采集的三维地震资料进行了连片叠前时间偏移处理,采用全三维层位追踪和地震多属性断层识别,获得了研究区主要煤层构造形态和断裂构造分布。根据三维地震解释成果,依据隐伏构造带的塌陷范围及破碎程度,将隐伏构造划分为正常带、影响带和断陷带。隐伏构造带平面上展布复杂,剖面上浅层断距大,深层断距小,具有断陷带的发育特征。隐伏构造带内的断层可以将上到松散层含水层,下到灰岩岩溶裂隙含水层的各个含水层连通起来,因此隐伏构造带构成突水威胁。随着开采水平加深,采动影响加大,隐伏构造带突水的危险性也将增大。在煤矿开采进程中,为避免发生突水灾害,要采取必要的安全防范措施。     

小保当井田2-2煤潜水采动影响分区研究

针对小保当井田在未来开采过程中造成的地下水资源大量漏失的问题,以小保当井田开采的2^-2煤层为研究对象对潜水资源受煤层采动影响分区进行研究。采用富水指数法通过AHP-熵值法建立评价模型划定了萨拉乌苏组潜水含水层富水性分区,根据相邻煤矿导水裂隙带现场实测类比确定了井田2^-2煤层导水裂隙带发育高度及层位,采用信息融合理论方法综合松散潜水含水层富水性分区和2^-2煤层导水裂隙带发育层位划分小保当井田内潜水资源受采动影响分区,得出结论：井田未来开采2^-2煤层时对松散潜水含水层的采动影响较小,仅存在一般失水区,位于井田南部且范围较小。由于在研究过程中采用了相邻矿井的资料,因此对相邻矿井未来进行相关研究和煤炭开采有一定的指导意义。     

南方煤矿区喀斯特泉污染源识别及污染通道探查方法

凯里市龙洞泉位于贵州黔东南州大风洞镇青杠林村，泉水出露于汇水单斜与阻水逆断层接触带地段，属于典型喀斯特泉，是当地村民唯一生活水源。2017年7月该岩溶泉水因强降雨期间受到污染，泉水呈棕红色，通过取样化验，因Fe³⁺离子严重超标所致，通过水文地质调查和水质特征离子对比方法识别污染源，推断是泉水上游一处煤矿处于关停状态，强降雨入渗进入采空区，水位上升补给岩溶水条件下引起的污染。南方煤矿区喀斯特泉污染源和污染通道具有隐蔽性和多层性特征，采用水文地质调查、物探、水文钻探及测试、洞穴探测、示踪试验等综合方法，探明泉水污染通道位于采空区构造发育地带，探查其发育部位、埋藏深度及平面上展布。对喀斯特泉污染机理研究以及泉水污染治理具有指导意义。     

废弃煤矿瓦斯资源量预测模型的构建与应用

准确预测废弃煤矿的瓦斯资源量及瓦斯资源类型，可以为其抽采可行性评价和抽采方案设计提供重要依据。以沈北煤田废弃的清水二矿为研究对象，针对矿井不同位置的煤炭剩余量、孔隙率、受采动影响程度和内部瓦斯赋存状态的差异，将矿井瓦斯资源划分成采空区、冒落带、裂隙带等裂隙空间中的游离态瓦斯和采动影响区、遗煤、邻近层、未采区的吸附态瓦斯7类，并分别建立了相应的瓦斯资源量预测数学模型。将清水二矿研究区划分为不同块段，分析各块段瓦斯资源的构成类型，并使用所建立的数学模型进行计算，得到了研究区整体的瓦斯资源量。结果表明，清水二矿的瓦斯资源总量为276×10⁶ m³，未采区的吸附态瓦斯含量最多，占比达到76.98%，邻近层卸压区域的吸附态瓦斯含量最少，占比不足1%；游离态瓦斯资源总量占比整体不超过10%，其中游离态瓦斯资源量占比裂隙带＞冒落带＞采空区。研究为废弃矿井瓦斯资源量的准确计算提供了一种方法。     

高瓦斯矿井U型通风工作面瓦斯治理技术

针对李雅庄煤矿U型通风工作面上隅角及回风流瓦斯浓度高、瓦斯治理难度大的问题，根据工作面瓦斯来源及在采空区三带的运移储存规律，李雅庄煤矿开展了本煤层抽采工艺优化和裂隙带抽采技术研究。对本煤层钻孔封孔深度、联孔工艺、管路连接方式等进行优化，钻孔抽采浓度由抽采4个月后降低到9%提高到抽采10个月后维持在19%；通过调整裂隙带钻孔布置方式、优化钻孔布孔层位、采取下筛管护孔等技术措施，裂隙带钻场最高瓦斯抽采纯流量达13.6 m³/min，平均瓦斯抽采纯流量达8 m³/min，2个钻场联合抽采瓦斯纯流量在13 m³/min以上；取消了瓦斯措施巷、井下移动泵和上隅角风帘，上隅角和回风流平均瓦斯浓度分别控制在0.5%和0.4%以下，对高瓦斯矿井U型通风工作面瓦斯治理有借鉴意义。     

千米深井区域压裂增透技术应用与研究

针对矿井开采垂深下延，煤层透气性低，造成矿井采掘接替紧张现状。以平煤股份十二矿己₁₅-31040进风巷低位瓦斯治理巷为工程背景，对比采取水力压裂增透技术前后，煤层区域瓦斯含量的卸压效果。现场实测，己₁₅、己_16-17煤层绝对瓦斯压力分别为0.83～1.30、0.86～1.06 MPa，原始瓦斯含量分别为5.41～12.86、9.63～13.84 m³/t。水力压裂后分别沿压裂孔走向、倾向方向、不同步距点进行卸压效果考察:己₁₅煤层瓦斯含量较原始平均值降低5.41 m³/t左右，己_16-17煤层瓦斯含量较原始平均值降低2.91 m³/t左右。研究得出，沿走向方向外段瓦斯含量降幅大于里段，沿倾向方向巷道下帮方向瓦斯含量降幅大于上帮方向。研究分析煤层抽采效果考察等工作，为大垂深、低透气性，高应力矿井煤层增透促抽提供指导。     

韦二煤矿煤储层物性特征及煤层气资源前景

依据韦州矿区煤炭勘探煤层资料、煤层气参数井获取的储层资料，通过对煤层气开发地质信息的有效提取，对韦二煤矿煤储层物性进行深入分析、研究，对煤层气资源量进行了计算，并采用数模方法预测了煤层气抽采率，确定了地面煤层气抽采相对有利区。研究认为:区内煤层含气性整体偏低，煤层甲烷含量在0.20～11.73 m³/t，气含量高值区仅出现在部分煤层、局部区域。多期次构造运动致使裂隙发育复杂化，硬度变小，煤体结构多为碎粒—糜棱结构，渗透率降低。主要可采煤层煤层气资源量为5.55×10⁸ m³，资源丰度为1.51×10⁸ m³/km²，属中等丰度、小型煤层气藏。各煤层煤层气采收率较低，约为15%，可采潜力较差。资源量在煤层分布上相对集中，12、14、15煤层气含量4 m³/t以上重叠区域为煤层气地面抽采相对有利区块。     

应用纳米气泡气浮应急修复重金属污染土壤

为了确定纳米气泡气浮快速修复重金属污染土壤的选别工艺，采用自制纳米气泡气浮装置为试验仪器，模拟含Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Ni²⁺和Cr³⁺等重金属离子溶液泄漏导致土壤重金属污染事件，考察了磨矿细度、pH值等参数对重金属脱除效率的影响。结果表明，当硫酸铵用量为30 kg/t、硫化钠用量为36 kg/t、丁基黄药用量为2 500 g/t、2#油用量为1 500 g/t、溶液pH值为8.0和浮选时间为60 min时，经过“1粗3扫”后，污染土壤中Cu²⁺、Cd²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺和Cr³⁺的脱除率分别为90.08%、87.92%、85.95%、84.77%、78.85%和75.58%；获得泡沫产品中Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Ni²⁺和Cr³⁺含量分别为12.01×10⁴ mg/kg、11.72×10⁴ mg/kg、11.46×10⁴ mg/kg、11.30×10⁴ mg/kg、10.51×10⁴ mg/kg、10.08×10⁴ mg/kg，达到了硫化矿精矿质量要求，具有综合回收价值。研究获得的工艺流程对重金属污染土壤的应急修复具有指导意义。     

深埋煤层典型断层导渗性研究

城郊煤矿深部二水平南翼煤层埋深大、底板含水层水压高、小断层发育,导致深部二水平煤层开采突水危险性高。针对该问题,采用断层压渗试验技术,对主要断层导渗性开展研究。通过现场压水试验结果表明,F N-6断层在起始导渗、稳态导渗和渗透系数等量化数据方面均表现出阻渗性能非常强的特点。根据F N-6断层多次正反向压渗取得的渗透系数与压注流量随时间变化情况,总体反映出两者随时间呈基本一致的变化相关性,各次压渗渗透系数最大值均相对较小,属于微透水及极微透水级别范围,反映该段断层表现出很强的阻渗能力特征。     

大统矿业超高水充填开采制浆系统设计研究

煤炭作为我国的主要能源，在国民经济发展中具有不可取代的作用。矿井面临资源枯竭的困境时，尽可能多地采出煤炭是企业存续发展的当务之急。山东省兖州市大统矿业有限公司杨庄煤矿九采区3煤层1997—2005年进行了开采，由于受当时设备和技术的限制，仅回采一分层2.2 m。为挖掘企业潜力，充分利用煤炭资源，采用超高水充填法开采剩余分层和浅部煤炭资源。结合矿井实际情况提出适应矿井的高水充填系统布置方案，在地面建设制浆站，通过专门的设备将材料骨料制成浆液，然后运用管路将浆液输送至采空区进行充填。超高水材料制浆充填系统可服务于九采区全部充填工作面，每小时制浆生产能力为320 m³，每天生产1班8 h，约2 500 m³ 可以满足2个工作面的充填开采需要，极大提高了制浆充填效率，取得了良好的效果和经济社会效益。     

复产矿井瓦斯涌出量预测影响因素及偏差分析

针对复产矿井采掘期间配风依据不足的问题，在分析复产矿井瓦斯涌出量影响因素的基础上，以湖南省利民煤矿为研究对象，采用分源法和统计法，对矿井达产时不同生产时期的瓦斯涌出量进行定量预测和偏差分析。研究结果表明，采用分源法预测的矿井相对瓦斯涌出量为55.34～90.59 m³/t，绝对瓦斯涌出量为36.90～60.39 m³/min；采用统计法预测的矿井相对瓦斯涌出量为59.49～72.51 m³/t，绝对瓦斯涌出量为29.19～33.81 m³/min，矿井瓦斯涌出量随开采年度呈线性增加趋势；矿井相对瓦斯涌出量预测误差为6.98%~19.96%，受控于开采层及邻近层的煤厚、煤层原始瓦斯含量、开采深度、地质条件等自然因素，而矿井绝对瓦斯涌出量预测误差为20.89%~44.01%，受控于开采规模、开采顺序、回采进度等生产因素和停产导致的时间因素变化。