煤炭开采对地下水含水层的影响与预测分析

介绍了煤矿开采对地下水含水层的影响,根据煤矿开采导水裂隙带高度预测以及影响半径的计算,分析了煤层开采与含水层的关系以及煤矿开采对上覆含水层、煤系含水层以及奥灰水的影响。     

采动作用下煤矿地下水流场的演变规律

采动条件下含水层结构变化对地下水流场和地下水资源分布具有显著影响.以梨园河煤矿为例,在分析研究区水文地质条件的基础上,结合采动裂隙对含水层结构的破坏程度,采用数值模拟方法,预测分析了该矿采煤20年后研究区不同含水层地下水流场动态特征.结果表明:松散岩类孔隙含水层流场基本保持不变,仅井田北部的导通区地下水位有所下降,局部形成降落漏斗,最大降深18 m;碎屑岩类裂隙含水层受矿井排水影响,地下水位大幅降低,地下水流场变化明显,形成了以井田中部为中心的降落漏斗,最大降深106 m.研究结果可为保护矿区地下水资源与制定防治水措施提供理论依据.     

开平煤田宋家营勘查区煤层开采充水因素分析

通过对宋家营勘查区的水文地质条件、含隔水层特征、地下水动态及各含水层之间的水力联系等因素的分析．为矿井开采水害防治提供参考资料和决策依据。影响煤层开采主要直接充水含水层为各主要可采煤层顶、底板及煤层间砂岩含水层,上第三系底部半胶结砂、砾岩仅在局部为直接充水含水层。奥灰含水层上距12煤层144．38~150．81m,其间有厚层粉砂岩、泥岩隔水层,正常情况下,奥灰水不会对煤层开采构成威胁,结合邻区钱家营矿井水文地质资料对比,勘查区矿床水文地质类型除断层导水外为水文地质条件中等的裂隙（局部孔隙）充水矿床,即：二类二型。     

鄂尔多斯北部地下水动态特征及其成因模式

鄂尔多斯盆深部煤层开采导致地下水流场系统生变化,并诱发严重生态环境问题.以鄂尔多斯北部某矿为例,采用遥感与统计分析方法获得地下水位动态变化与和地下水流场特征,并从沉积环境、地质构造及采动模拟分析了其控制因素,结果表明:白垩系地下水动态受大气降水和蒸发影响大而煤层顶板疏放水影响小,但采后其发生变化显著,反映了采动产生垂向裂隙带不仅破坏含水层间的隔水层,且延伸至白垩系含水层内部,使得整个含水层系统地下水流由水平方向转为垂向方向,表征了地下水流动系统演化过程,为深井地下水合理疏放与生态环境保护提供了参考依据.     

采动影响下承压含水层水位变化预测模型研究

为研究采动影响下煤层覆岩承压含水层水位变化预测模型,根据采矿岩层移动与覆岩破坏理论,基于地下水动力学原理,建立了基于地下水稳定运动、非稳定运动两种井流方程的覆岩承压含水层水位采动变化数学模型。结合大平煤矿三台子水库下N1S2综放开采工作面水文地质条件及水文监测数据,对模型进行了验证,结果表明:采动影响下承压水的运动为非稳定运动,对应建立的数学模型能更好地拟合覆岩承压含水层水位变化。     

宿县矿区主要突水含水层水文地球化学模拟

为定量地揭示矿区水文地球化学环境演化的本质,更为深入探讨水文地球化学环境演化与人类工程活动和地质背景之间的联系及其联系程度,采用宿县矿区主要突水含水层(四含、煤系、太灰)地下水样的常规离子(K~++Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、HCO_3~-、CO_3~(2-))、pH值以及总溶解固体(TDS)数据,确立了地下水流路径以及其中的矿物相。在此基础上,利用PHREEQC软件建立了水文地球化学模拟模型,对矿区地下水流路径中的水文地球化学演化进行了定量模拟。研究结果表明:矿区四含水力联系密切,黄铁矿氧化与阳离子交替吸附是其水文地球化学演化的主要水-岩相互作用;矿区煤系地下水总体径流条件差,黄铁矿氧化与阳离子交替吸附作用趋于稳定;矿区中东部太灰水动力条件较好,碳酸盐溶解沉淀是水文地球化学演化的主要水-岩相互作用,西部水力联系不畅,阳离子交替吸附作用与黄铁矿氧化作用是水文地球化学演化的主要水-岩相互作用。研究成果有望为华北隐伏型煤矿区矿井水害防治及地下水资源开发利用提供理论支持。     

皖北矿区煤层底板岩溶水氢氧稳定同位素特征

对皖北矿区主要含水层的氢氧稳定同位素进行了测试与分析,岩溶含水层中太原组石灰岩岩溶裂隙水(简称"太灰水")δ(18O)均值为-8.69‰,δD均值为-68.64‰,奥陶系石灰岩裂隙溶隙水(简称"奥灰水")δ(18O)均值为-8.47‰,δD均值为-70.10‰。指出了该矿区地表水、新生界松散层类第4层含水层(简称"四含水")、煤系砂岩水、太灰水、奥灰水氢氧稳定同位素一般特征。同时根据太灰水和奥灰水氢氧稳定同位素组成,着重分析了底板岩溶水的补给环境与径流环境以及岩溶水与其它含水层之间的联系。     

埠村煤矿徐灰水特征及其防治措施分析

埠村煤矿有4个主要含水层,其中徐家庄石灰岩含水层组（简称徐灰水）和中奥陶系石灰岩含水层组（简称奥灰水）,对石炭系太原组煤的开采具有严重威胁。为研究徐灰水特征,详细分析了汛期对徐灰水和奥灰水水位的影响;设计了徐灰水放水实验,重点对放水实验过程中各钻孔水位的变化进行了统计分析。制定了徐灰水的防治措施,为石炭系太原组煤的安全开采提供了科学依据。     

富煤三矿四矿区水文地质条件分析

根据富煤三矿四矿详查资料,通过分析矿区水文地质条件,据岩层岩性、富水性、地下水的埋藏条件以及含水介质类型等特征,区内地层分为5个含水层和3个隔水层,煤层赋存于上二叠统长兴、龙潭组地层中,为弱裂隙含水层,夹在飞仙关组和峨嵋山玄武岩组两相对隔水层中,未来开采矿井主要充水因素为煤系和卡以头地层中地下水对煤层的直接充水,以及断层导水,对矿井影响相对较大,加强对矿区水文地质条件和防治水分析研究,逐步实施煤矿水患的防治,保证煤矿的可持续发展.     

低渗透性含水层矿坑涌水量预测

针对低渗透性含水层矿坑疏干时,矿区地下水运动表现出明显的三维空间流场,而矿区外围地下水垂向运动不太明显,以二维平面为主,本文采用三维流和二维流藕合的数值模型来模拟地下水渗流,预测低渗透性含水层矿坑涌水量.结果表明方法是可行的,预测结果是可靠的.     

河北南部通顺井田矿井充水特征浅析

研究医处于邯郸奥灰水文地质南单元的八特-四矿-李庄-王凤-滏阳河强迳流带北部的东侧,西北以F6断层与四矿相邻,断层落差大于100m,煤系地层与奥灰接触,奥灰水直接威胁煤层开采.因此研究本区矿井充水特征有特别重要的意义.     

基于FLAC3D的断裂滞后突水数值仿真技术

针对中国华北型煤田煤系地层底板下伏奥陶系巨厚层灰岩含水层水压高,动、静贮量丰富,是构成矿井深部开采主要充水水源的实际现状,选择具有较好的过水能力、可能形成底板奥灰水突出通道的开滦矿业集团范各庄矿F0断层为研究对象,采用蠕变力学试验方法,取得了用于数值仿真计算的F0断层物质力学参数,运用FLAC3D数值仿真软件,对受断裂影响的采矿活动进行了流—固耦合模拟和渗流蠕变计算.研究结果表明:煤层顶板岩层受采动影响的影响带范围在断层两侧发育明显,上盘岩层的位移量偏小,下盘岩层的位移量偏大;底板岩层垂直位移量上盘岩层的位移量偏大,下盘岩层的位移量偏小,顶底板岩层垂直位移量在断层附近最大.断裂构造的切割作用使得底板在承受较大构造应力的情况下存在大范围的剪应力区,断裂破碎带的应力集中有是造成底板破坏、发生底板突水的关键.该研究成果对于有效预防断裂滞后突水具有一定指导意义.     

氢氧同位素对淮南潘集矿区地下水的指示作用

地下水是淮南潘集矿区的重要水源,为了查清淮南潘集矿区各含水层组相互关系,分别在孔隙、裂隙含水层组中相应的长观孔、水源井及井下出水点取水样测试氢氧同位素。结合淮北平原现代水和古水分界线,利用氢氧同位素针对性地分析孔隙水和裂隙水受采煤活动的影响。分析结果表明:天然状态下,潘集矿区深部水、煤系水、太灰水和奥灰水都属于古水;在开采影响下,开采区域深部水接受浅部水和地表水补给,部分煤系水接受上覆现代水补给;潘集矿区新生界浅部水和奥灰水发生了δ~(18)O漂移,潘北矿存在明显的δD漂移。     

轨道交通线网规划实施对地下水环境影响分析

结合西安市城市轨道交通线网与地下水层的关系,分析轨道交通线网规划实施对地下水补给、径流和排泄的影响途径.采用数值模拟方法,利用Visual MODFLOW软件模拟轨道交通线网建设对地下水流场的影响.结果表明:轨道交通线网对地下水的影响主要发生在潜水层,在该水层形成多个封闭的"井"字形区域,在一定程度上减少了含水层的过水断面,导致局部区域地下水位壅高,局部区域地下水位下降,在水位抬升区或水位下降区,潜水位的变幅仅为0～1.25m.     

采动影响下地下水流动规律

为了研究采动影响下地下水的流动规律,本文从理论基础出发,分析了在开采过程中应力场和渗流场的变化规律;建立了采动影响下应力场和地下水流动耦合模型;结合工程实际,采用FLAC3D软件对所建立的数学模型进行数值模拟,得到结果与工程实际基本一致,从而证明模型的可靠性。通过本文的研究,为煤矿开采过程中地下水防治起到积极作用。     

矿井充水因素分析及水害防治措施

通过对庄旺煤矿矿井充水因素分析,得出结论:该矿充水水源包括地表水、2号煤层上覆砂岩裂隙含水层、采空区积水、奥灰水等4个方面;矿井充水通道包括导水断层、岩层裂隙、采空导水裂隙带、封闭不良的钻孔等4个方面;本井田主要水害是来自矿井采空区积水、古空区积水和周边矿井采空区积水。基于以上结论,采取了相应的矿井水害防治措施。     

大佛寺煤矿地下含水层对煤层气开采的影响分析

矿井地下含水层的赋存、径流特征不仅影响煤层气的含量大小及煤层开采,而且对煤层气井的排采有重要影响。大佛寺煤矿延安组含煤地层以上自上而下发育含水层七层,隔水层六层,其中与主采4#煤层开采及煤层气赋存有关的含水层分别为延安组下段4上煤-4煤间砂岩含水层、延安组上段4上煤以上砂岩含水层、直罗组下部砂岩含水层、宜君组砾岩含水层及洛河组砂岩含水层。为研究地下含水层对煤层气开采的影响,论文在阐述地下含水层发育特征基础上,利用煤层气开采井取得的水化学指标经分析对比,得出4#煤煤层气井的排采水主要来自煤层顶板4上煤~4煤间砂岩含水层段水的认识;依据该含水层距离煤层的间距、含水层厚度大小及矿井构造发育程度等指标,提出了圈定水文地质条件有利的煤层气开发区段的标准是煤层距顶板充水含水层较远,间距大于10 m,构造上处于背斜部位,不利区段的的标准是煤层距顶板充水含水层间距小于3 m,构造上断层发育或顶板含水层厚度在10 m以上,断层发育。     

管廊工程对周围水源热泵回灌影响效应分析与应用

目的探索管廊工程对地下水流场及附近地下水源热泵回灌效率的影响.方法通过室内试验模拟管廊工程对不同回灌水温条件下不同距离时回灌水位的变化,并绘制出水位变化图.应用等效渗透系数对中国医科大学附属盛京医院水源热泵工程回水井影响进行分析和计算.结果管廊工程的存在相当于改变了其所在段的含水层渗透系数,通过计算得到属盛京医院管廊工程的等效渗透系数K_(5,6)=0.227K_1,并利用等效渗透系数计算回灌量,提供合理的布井空间.结论管廊工程对地下水渗流场会产生阻挡效果,造成构筑物迎水面水位壅高和背水面水位下降,地下水流通过构筑物顶部和底部发生了绕流.     

滕北煤田水害防治研究──抽水试验及水化学分析的应用

在沉积和构造成因对地下水控制定性分析的基础上，应用抽水试验和水化学定量分析的科学手段，把生产和勘探各阶段的点与面结合起来，从静态和动态两个方面，探讨了以北区地下各主要充水含水层的水文地质好背景、富水规律和特征、补给关系、径流方式和开发采动影响下的突水机理及防治措施。     

榆神府地区煤炭开采对地下水资源的影响

通过对覆岩含水性和地下水流场的研究,探讨了榆神府地区煤炭开采对地下水资源造成的影响。通过公式估算法、瞬变电磁法和GMS地下水数值模拟法,探讨了榆神府地区煤炭开采对地下水资源量、上覆岩层含水性和地下水流场的影响。研究发现煤炭开采会引起地下水水位下降,覆岩含水性降低,引起含水渗漏现象,最终改变原始地下水流畅,形成地下水降落漏斗。榆神府地区在产煤矿矿井水排水量(2014年)约为50×10~6m~3/a,其中有46. 6%的矿井水会作为生产用水回用,随着在建和规划煤矿逐步建成,地下水外排量会增加140×10~6m~3/a,其中生产回用水量占矿井总排水量的50%以上;上覆岩层含水性在煤炭开采的不同开采阶段表现出不一样的特征,开采前覆岩含水性良好,开采中覆岩含水性逐渐降低,开采结束后,覆岩含水性会逐渐恢复; GMS模拟结果显示,煤炭开采初期地下水水位会以20 m/a的速度快速下降,到2018年已经形成地下水降落漏斗,2028年漏斗范围持续发展,到2048年,降落漏斗范围基本稳定,并形成以井田北部为中心的新地下水流动场。