溶浸采矿区地下水化学特征及水资源保护——以福建上杭洋坡坑为例

溶浸采矿工艺是直接向花岗岩风化层中注入酸、碱等化学试剂,然后从浸出点抽取浸出液以获得所需元素。这一工艺显著的环境影响是化学试剂将会直接污染到花岗岩风化层中地下水资源。且在南方部分地区,花岗岩风化层往往会富集具有供水意义的地下水资源。在这种矿区地下水资源的保护显得尤为重要;研究分析矿区花岗岩风化层的地下水资源的水化学特征,结果表明,矿区地下水类型以HCO3-Na和HCO3-Na.Ca为主,且与该地区的地质背景情况有很好的对应关系,其成因是岩石风化与大气降水共同作用的结果,是大气降水渗入岩层并经过溶滤作用、阳离子交换吸附作用等复杂水文地球化学过程,最终形成现今的地下水类型。阐明矿区地下水水化学特征及其成因机制的基础上,对溶浸采矿区的地下水资源保护提出合理化建议。     

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。     

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。     

口泉沟南水源地环境同位素研究和水资源评价

分析了大同矿区口泉沟南区的水文地质条件，利用氢，氧，铀，硫，碳等环境同位素研究了口泉南与相邻的泉域和三层洞泉域的关系及地下水的补给来源；用有限元法进行了地下水资源评价和水位预报，证明在该区建立供水１０＾４ｍ＾３的水源地是可能的。     

矿区地下水系统及其特征分析

本文从系统论出发，提出了矿区地下水系统的概念模型，分析并阐述了矿区地下水系统的结构、功能、性质和特征。结合恩口煤矿实例，说明了矿区地下水系统的存在及其概念与模型在解决矿区水文地质过程中的作用。     

矿区地下水供排结合的数学模型与实例

根据我国矿井突水与矿区供水资源不足并存的现实,本文提出了利用浅排供水辅助矿井疏降的概念。推导了中国北方矿区薄层石灰岩出水、奥陶系越流补给条件下含水层水位对抽水量的单位脉冲响应函数的求法;构造了有约束的线性、非线性多目标最优化问题的求解方法,并在上两步基础上建立了矿区地下水供排结合最优化模型。文中最后利用所建模型对焦作矿区九里山矿供排结合问题进行了试算,提出了满足当时条件下的最佳水量分配方案。      

东刘家金矿矿区地下水动态与均衡分析

东刘家金矿矿区位于海阳市郭城镇,主要发育3组NE向断裂裂隙,含水岩组主要为第四系冲洪积、坡积孔隙含水岩组,碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组,碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组及基岩风化带裂隙含水岩组。文中在查清水文地质条件的情况下,详细分析了矿区含水层的富水性,地下水补给、径流、排泄及动态特征,矿区地下水开发利用现状。在此基础上,进行了地下水均衡计算,地下水补给来源主要为大气降水入渗和农灌入渗补给,补给方式为地表直接下渗补给、断裂带导水补给以及上覆松散层下渗补给,主要排泄方式为人工开采、矿坑涌水和蒸发,总体上矿区处于地下水均衡状态。研究成果为矿区在今后的开采过程中控制地下水,合理防治与排水,维持区域地下水自然动态等提供了科学的依据。。     

彬长矿区地下水资源遭受破坏原因与补求意见

本文介绍了彬长矿区白垩系主要含水层的水文地质及水化学特征。指出矿区内主要供水含水层矿化度增高的原因是其下部宜君组砂砾含水层中高矿化度地下水顺未封闭探煤孔上涌污染所致。并且污染程度与探煤孔密度有关。作者针对矿区内目前的水资源提出了几点补救与保护意见。     

某大型铁钛矿区地下水环境现状调查与评价

根据该矿区重点部位地下水质分析数据,采用单因子标准指数法对该矿区地下水质进行了分析,显示除亚硝酸盐和高锰酸盐指数有超标现象外,该矿区地下水其余指标均能达到《地下水质量标准》中III类标准水质要求,说明该矿区内地下水环境质量总体状况较好。     

淮南矿区浅部含水层K与水化学成分的相关性

利用单孔抽水及水位恢复试验资料，求出了矿区多处浅部松散含水层渗透系数Ｋ值，分析研究了Ｋ值与各种取样点浅层地下水化学成分之间的相关性及其形成机理，为矿区防治水及浅层地下水资源的开发利用提供了依据。     

大面积采动矿区水环境灾害特征及防治措施

矿山采动前后,相应伴生水系调整和水体污染,产生水环境灾害。以阜新新邱矿区为研究对象,在对环境地质情况调查分析基础上,主要从水资源流失、废旧地下采场和露天矿坑积水、矿区地表和地下水质污染等方面探讨了矿区水环境灾害的形成及特征。大面积的开采,造成矿区水资源流失严重,矿山停采后,地下水位逐渐恢复;废旧地下采场和露天矿坑形成的积水,在入渗过程中,通过运移累积、吸附转化、溶解解析和离子交换等水岩作用对地下水产生污染;矿区矿井抽排水和河流水质污染物不同程度超标。针对矿山水环境灾害,建议采用矿山地质环境治理、修建防排水及净水设施、水环境监测等手段进行防治,以使矿区环境得到根本改善。     

中国煤炭资源保障程度和绿色勘查开发途径

文中进一步厘定了煤炭资源/储量的概念,全面分析了我国煤炭资源勘查开发现状,深入阐述了我国煤炭资源保障程度,认为煤炭资源总体丰富,可采、预可采储量不足,服务年限少,区域煤炭资源保障不平衡,优质炼焦用煤稀缺,中东部地区煤炭资源压覆严重,中西部煤炭开发的生态环境问题突出。在分析煤炭资源保障程度基础上,根据煤炭安全高效绿色勘查开发的基本要求,提出了煤炭资源绿色勘查技术、煤矿高精度高效安全开采地质探测技术、煤矿水害探测与防治技术、煤矿绿色充填开采关键技术、采煤沉陷综合治理与生态环境恢复再造技术、煤矿瓦斯井上井下联合抽采技术、废弃矿山资源综合利用和环境恢复技术研究、煤矿高矿化度矿井水及固废处理技术、洁净煤技术的基础地质研究、煤系多能源矿产综合勘查开发和利用技术、煤炭地下气化与煤层气联合协调勘查开发技术、煤源雾霾研究和二氧化碳地质封存技术十二项煤炭绿色勘查开发的技术途径。     

矿井水资源评价——以阜新矿区为例

为了合理开发利用矿井水资源,结合当前水资源评价的研究特点和发展方向,将矿井水和生态系统作为整体,提出了"矿井水资源评价"的概念,建立了面向生态的区域矿井水资源评价理论和方法,阐述了它的内涵、研究内容和技术体系。以中国典型的矿业缺水城市阜新为例,运用数学理论、室内试验、现场监测和工程实际应用相结合的研究方法,从水质评价、水量评价、污染评价及开发利用条件评价角度介绍了矿井水资源评价的理论研究和实践成果。通过对阜新矿区矿井水水质、水量、污染及开发利用条件评价,提出矿井水应该进行资源化利用,以解决矿区缺水问题,同时控制矿井水对地下水的污染。      

我国露天煤矿水害特征与防治水技术

露天开采是我国煤矿开采的两大方式之一。与地下开采煤矿类似，露天煤矿在开采过程中同样面临防治水问题，由于我国露天煤矿水害类型相对单一，国内学者鲜有对露天煤矿的水害特征和防治水技术进行深入研究。以我国露天煤矿分布范围为出发点，从充水水源、充水通道、充水强度3方面分析露天煤矿水害特征，得出大气降水、地表水和浅层地下水是主要充水水源；人为开挖形成的直通式通道、强渗透含水层或透水层、垂向导水钻孔、滑坡形成的地表裂缝等是主要充水通道；季节性变化明显、疏排水周期长、排水量大是露天煤矿疏排水主要水害特征的结论。归纳目前我国露天煤矿常用的7种防治水技术，提出露天煤矿由远及近、由上而下、由面至点的立体防治水技术体系。从地下水资源保护和生态环保角度出发，为实现露天煤矿绿色开采和可持续发展，提出以切断补给通道、减小矿坑疏排水量为目的的帷幕截流技术是今后露天煤矿防治水的主要技术方法。      

解析法和数值法在丘陵地区矿坑涌水量预测中的比较

丘陵地区地下水资源不丰富,依赖于地下水的生态环境也比较脆弱。在开采该地区的矿产资源过程中,采矿排水对周边地下水资源的影响应成为值得注意的问题。以安徽省庐江县某一铁矿为例,采用解析法和数值法分别对该矿矿坑涌水量进行预测,并将两种方法的预测结果进行了对比分析。结果表明：在-500 m开采条件下,计算结果分别为41991．44 m3/d和3150 m3/d,得出数值法更适合水文地质复杂条件下矿坑用水量的预测,且与实测结果较为吻合,具有一定实用性,可为矿山制定防排水方案提供依据。     

铜陵矿区主要河流水质分析与污染评价

铜陵矿区是长江下游重要的铜铁资源基地,也是典型的含硫多金属矿区,矿山酸性废水是矿业开发活动不可避免的环境问题,对地表水体有很大影响。本文以铜陵矿区主要河流为研究对象,通过野外调查采样和室内测试分析,从常规理化性质、矿山酸性废水和重金属元素三方面分析了的水质现状,采用单因子指数和内梅罗水质指数法进行了污染评价。结果表明:(1)矿区河流污染成分以有机污染和矿山酸性废水污染为主,其次是重金属污染。(2)在检测的46个河段中, 按综合污染指数大小分级,共计有93.48%的河段受到不同程度的污染,其中,水质严重污染的河段占 4.35%,水质重污染的河段占13.04%,水质污染的河段占 65.22%,水质轻污染的河段占10.87%;共计有6.52%的河段水质较好,均为清洁状态。(3)3条河流按污染程度大小依次为新桥河>顺安河>红星河,除顺安河外,其他均受到了矿山酸性废水污染。今后应重点关注矿山酸性废水的污染机理与风险评估,加强矿区水环境保护与恢复治理工作。     

矿坑排水对地下水水源地供水安全影响分析

为保证矿区安全开采，采矿本身要求排出大量的矿井水，这不可避免地使附近的地下水水位下降，并可能影响到已有地下水水源地的供水安全，产生供、排水矛盾。本文以淮北市徐楼铁矿为例，用数值法分析评价矿坑排水对城市供水安全造成的影响，并对越流系数的不确定性进行了定量分析。分析结果表明：矿坑排水对徐楼水源地引起的水位附加降深最大值为0．0244m，仅为水源地设计开采水位降幅（6．0m）的0．41％，对附近地下水水源地的供水安全造成的影响较小，不会影响到水源地的正常运行。     

Mechanism of the water invasion of Gaoyang Iron Mine,China and its impacts on the mine groundwater environment

With the development of mining of iron deposits in China, groundwater invasion and the impacts of groundwater drainage, such as regional groundwater table lowering, overlapping cones of depression, subsidence, and water quality deterioration are environmental problems which endanger mining production and human life. Effective prevention of water invasion or timely determination of the mechanism of water bursting and rational design of drainage plans are the most urgent mining challenges. The mechanism of water invasion and the environment impacts on the groundwater system of the Gaoyang Iron Mine, China were dealt with in this paper. A systematical investigation of the hydrogeological conditions and monitoring of groundwater dynamics of the mine were completed. Results show that the limestone of the middle Ordovician System constitutes the under floor of the iron deposit. This limestone is the main source of water invasion into the mine. Groundwater dynamic equilibrium conditions are broken due to mine drainage. Water invasion and drainage have caused a serious impact on the groundwater environment of the area.     

基于高瓦斯煤层保护层开采的煤矿水害防治技术

晋煤集团赵庄矿3号煤层为高瓦斯煤层,瓦斯抽采难度大,存在煤与瓦斯突出的安全隐患,防治水方面还存在底板带压开采问题,严重制约了矿井安全高效生产。通过提出保护层开采方案,先期开采下伏8-1号薄煤层,释放3号煤层应力,增加煤层透气性,同时制定8-1号煤带压开采的防治水技术策略,最终实现了3号煤瓦斯安全疏放抽采,防治水工作顺利开展,对同时存在高瓦斯和承压水上采煤问题的类似矿井具有指导意义。      

露天煤矿开采侧向帷幕控水原理与截水效果数值分析

露天煤矿开采过程中的矿坑疏排水是引起地下水资源流失的重要原因,寻求新的控水方法势在必行。以内蒙古赤峰市元宝山露天煤矿为研究对象,根据研究区水文地质与露天煤矿开发特征,分析了露天开采驱动下帷幕墙体建设对地下水系统控制的基本原理,得出帷幕墙体渗透能力越弱、厚度越大、与补给水体距离越近是帷幕墙减少露天采坑涌水的基本思路。将露天采矿疏排水与地下水系统数值仿真研究结合,对露天煤矿开采与帷幕墙建设对矿坑疏排水强度影响程度进行预测分析,模拟结果显示,采用针对主要涌水段的局部帷幕工程方案,地下水仍然以露天矿采坑为降落漏斗中心,区域流场形态基本未发生重大变化,在未帷幕区段地下水发生了强烈的侧向绕流现象,初期(300 d)矿坑残余涌水量较之现有矿坑排水量最大减幅 37.16%,而残余涌水量随时间增大趋势明显。按准全封闭型帷幕方案建墙后,地下水基本未发生绕流现象,矿井残余涌水量为先减小后增大的趋势,最大减幅达85.79%,且后期涌水量增加幅度不大,可见准封闭型帷幕建设方案较之局部帷幕方案对矿坑整体涌水量的减排作用显著。通过分析露天煤矿开采侧向帷幕控水规律,构建帷幕阻水条件下地下水系统仿真模型,评价帷幕截水减排效果,以期为露天矿区煤–水资源协调开发提供科学依据。