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。     

淮南煤田潘谢矿区深层地下水氢氧同位素特征分析

从淮南煤田潘谢矿区采集了不同水体(大气降水、地表河水、太原组灰岩水、奥陶系灰岩水和寒武系灰岩水)样品34个,进行溶解性总固体(TDS),δD和δ18 O的测试,分析了不同水体的氢氧同位素组成特征及其成因.结果表明:不同的蒸发斜率以及氘盈余表明潘谢矿区多个灰岩含水层的蒸发作用以及地下水滞留时间的差异.太原组灰岩水与地表水(河流)水力联系相对于奥陶系灰岩水更强,灰岩水(石炭系、奥陶系、寒武系的碳酸盐岩裂隙岩溶水)的同位素组成特征可能因为浅层水与深部地下水的混合.水岩作用等原因导致灰岩含水层表现出了不同程度的氢氧同位素漂移.     

淮南潘集矿区新生界松散沉积物水文地质工程地质特征及其对提高开采上限的意义

本文对淮南潘集矿区第四纪(包括部分第三纪)疏松沉积物的水文地质特征的研究,将该区划分为三个含水组。第四纪(包括部分第三纪)底部含水组。直接覆盖在煤系地层之上,但由于它是一个渗透性能差,补给源不足,以静储量为主的弱含水层,对煤矿的安全威胁不大,通过对该区工程地质特征的分析认为:该区工程地质条件有利于阻止导水裂缝带高度的发展,同时还通过对导水裂缝带高度的计算,证明,提高潘集矿区开采上限,缩小防水煤柱的高度是完全可能的。     

纳林河深埋矿区水文地球化学垂向综合特征

为了区分蒙陕深埋矿区煤系地层及其顶板各含水层之间的水文地球化学特征差异,利用无机组分、环境同位素和有机组分开展了水质综合研究,结果表明：由于蒙陕深埋矿区位于毛乌素沙漠,地表被风积沙覆盖,具有极好的降水入渗能力,地表水和第四系水中矿化度<500mg/L,阳离子以Ca2+为主,阴离子以HCO3-为主,属于HCO3-Ca·Mg型水;白垩系志丹群与第四系呈不整合接触,整体上构成了一个统一的含水综合体,使志丹群具有较好的补给水源,其无机水质特征与第四系水接近;深部含水层受到安定组相对隔水层影响,补给径流条件较弱,长期水岩作用导致侏罗系水中矿化度一般>3500mg/L,阳离子以Na+为主,阴离子以SO42-为主,属于SO4-Na型水,从水化学特征分析,洛河组与直罗组不存在直接的水力联系。环境同位素特征表明研究区雨水、地表水和第四系水属于现代地下水,志丹群水介于现代地下水和古水之间;深部直罗组和延安组地下水,δD、δ18O值均较低,且落在鄂尔多斯盆地雨水线下端,为循环深度较深,煤炭开采前为封闭条件较好的滞流地下水。地下水中溶解性有机质含量（TOC和UV254）随着含水层深度增加而逐渐降低;地表水和第四系水中主要出现了Ⅰ区和Ⅲ区的荧光峰,其中地表水中DOM来源更加丰富;志丹群、直罗组和延安组水中也出现了Ⅰ区的荧光峰,在Ⅰ区和Ⅱ区之间的荧光峰具有标志性;白垩系→直罗组,Ⅴ区荧光峰强度有增大趋势,表明深部直罗组含水层存在其他来源的腐殖质类DOM。总体上,利用多种手段开展水化学特征综合分析,可以很好地区分出各含水层之间水文地球化学特征差异,为煤矿水情水患快速准确判别和安全生产提供了科学依据。     

同位素示踪技术在潘北矿太原组灰岩水水化学特征中的应用

潘北矿深部煤层开采工作面突水水源主要来自第四系松散层水、煤层上覆顶板砂岩裂隙水和下伏底板太原组石灰岩水、奥陶纪和寒武纪白云岩水.为了探讨太原组石灰岩水与其它水体之间的水力联系.采集潘北矿主要含水层水样品25件,采用MAT 253同位素质谱仪测试样品中氢氧同位素值,研究结果表明:(1)太原组石灰岩水主要表现为三种水质化学类型;(2)太原组石灰岩水的氢氧同位素含量差别较大;(3)太原组石灰岩水的主要补给源为地表水体和深部古水.     

潘一煤矿地下水化学空间变化特征与水源识别分析

为了认识矿井地下水化学在空间分布上的特征与变化规律和正确、快速识别地下水水源,用Piper图示法分析潘一矿4个主要含水层的地下水化学特征和水质类型,探究了新生界下含水和煤系水水质在空间上的变化特征,并用BP人工神经网络方法判别水样来源。结果如下:潘一矿新生界上含水,与其他含水层的水样水质相差较大,水质类型为HCO_3-Na+K·Ca;新生界下含水水质类型比较单一,为Cl-Na+K型水;煤系水沿HCO_3~-方向分布范围广,水质的类型主要为Cl-Na+K型水;灰岩水为Cl-Na+K型水。新生界下含水、灰岩水和部分煤系水水质比较接近,难以通过水质信息对水样来源做出有效判别。潘集背斜附近的浅部煤系砂岩含水层可能受到上覆下含水的补给,呈现出较高的Ca~(2+),Mg~(2+)浓度和较低的HCO_3~-浓度的特征。BP人工神经网络方法判别准确率为82.3%,总体上判别效果较好。     

华北型煤田深部开采底板突水机理与区域治理关键技术

通过对华北型煤田邯邢矿区大采深高承压水和下组煤开采条件下9起较典型的煤层底板承压突水实例进行深入系统分析,基于时空4维结构概念,首次提出了"分时段分带突破"的煤层底板突水机理,即从空间上在上组煤2号主采煤层至煤系基底奥灰强含水层之间,以薄层灰岩含水层和因采动影响而产生的各种破坏损伤及原始导升裂隙带等,按阻水能力大小划分11个阻水"分带";从时间上按煤层底板渗水及突水通道形成进程划分4个"时段"。鉴于邯邢矿区矿井深部煤层和下组煤开采受奥灰承压水威胁现状和保水开采需要,提出了奥灰岩溶水上带压开采的"区域超前治理"水害理念、"超前主动、区域治理、全面改造、带压开采"防治水指导原则和底板阻水能力评价方法;相应成功地研发了区域超前治理关键等技术体系,特别是地面多分支水平钻进关键技术研究,取得了很好的安全技术效果,创新了大采深矿井和开采下组煤奥灰水害治理方法与技术,为安全开采受承压水威胁的煤炭资源,保护煤系基底奥灰水环境提供一条新途径。     

苏北平原隐伏玄武岩地下水研究

针对苏北平原地表水污染严重,深层承压水成为主开采层,在大量抽取地下水之后,依然存在高水位地区的问题,对连云港、淮安、扬州、泰州和盐城等地的河水、地下水进行采样,测试分析了样品的氢氧同位素以及水化学特征。结果表明:苏北平原承压水氢氧同位素相对于地表水和浅层地下水贫化,并非来自当地降水下渗以及上部含水层越流补给,补给源具有明显的同位素贫化的特征;地下水接受现代降水补给,承压水中测到明显的来自核试验的氚;地下水水岩反应以硅酸盐反应为主,上新世以来东亚地区发生了多期火山喷发,第四纪地层下的隐伏玄武岩地区可能是深层地下水发生水岩反应并产生偏硅酸的主要含水层,而后这些富含偏硅酸的地下水通过断裂带运移到第四纪承压含水层中。     

关于依兰煤田地下水分析及下一步水文地质工作

位于松花江两岸的依兰煤田是国家重点能源基地,矿床水有关的主要含水层为第四系孔系含水层和煤系风化裂隙含水层,通过对现有矿区含水层及地下水的补给、排泄资料,以及开采矿井的充水特征、充水因素的研究,提出了下一步应做的水文地质工作。     

基于同位素与水化学分析法的地下水补径排研究——以苏锡常地区浅层地下水为例

在分析研究区浅层地下水空间分布特征的基础上,采用同位素与化学分析相结合的方法研究苏锡常浅层地下水的补径排条件.利用氢氧同位素的分析结果,建立潜水与微承压水的δD-δ18O%关系曲线,分析潜水含水层与河流、湖泊等地表水体关系;利用放射性同位素氚与14C研究微承水与现代水的补给关系;利用常规的水化学分析方法研究浅层地下水补...     

承压水体上开采Ts-q双因素安全评价方法研究

淮北矿区位于华北煤田东南缘,属华北型煤田,临涣、涡阳矿区位于该矿区南西块段。该区开采的二叠系下统山西组10煤层受下伏太原组灰岩水突水威胁。通过研究淮北临涣、涡阳矿区构造地质及太灰水文地质条件,界定了太灰含水层高承压弱富水的水文地质特征。经统计分析淮北、肥城等矿区200多个突水点突水系数与隔水层厚度、含水层钻孔单位涌水量之间的关系,提出了Ts-M、Ts-q承压水体上开采突水系数安全评价方法,解决了煤矿深部承压水体上开采安全评价依据不充分、防治水工程量大等问题。     

急倾斜煤层深部开采对浅部断层活化影响的数值模拟研究

淮南矿区某矿采区属倒转地层,灰岩含水层位于煤层顶板,断层的活化极易导通上部含水层,引发突水事故.面对急倾斜煤层开采深度不断增加的现状,采用FLAC3D数值模拟的方法,对急倾斜煤层深部开采对顶板浅部断层活化影响的规律进行了研究,总结了急倾斜煤层开采深度与断层活化之间的时空关系,验证了通过控制采高和隔离煤柱大小,可以有效降低急倾斜煤层开采对断层的扰动作用,对急倾斜煤层后期深部开采断层突水预测与防治具有重要的理论指导意义和工程应用价值.     

基于Cl~-和氢氧稳定同位素的敦煌盆地地下水演化与补给

应用Cl-和氢氧稳定同位素示踪剂研究了敦煌盆地第四系含水层的地下水演化与补给过程.结果表明绝大多数地下水样品中c(Na+)/c(Cl-)1,碳酸盐的平衡反应和反硝化作用使地下水中ρ(HCO~(3-))和ρ(NO~(3-))较低.一般情况下地下水中Mg~(2+)的来源与Ca~(2+)相似,但由于含镁岩如白云岩、菱镁矿在水中的溶解性大于含钙盐,因此ρ(Mg~(2+))高于ρ(Ca~(2+)).芒硝的溶解对Na+和SO42-有重要的贡献.敦煌盆地地下水氢氧同位素沿当地大气降水线分布,反映了敦煌盆地第四系地下水起源于大气降水.南湖地下水主要接受党河上游冰雪融水的补给,敦煌浅层地下水广泛接受河流侧渗补给,反映了现代地表水补给的特点.敦煌深层地下水同位素值很低,可能是由于过去较冷时期的古水补给.     

百善矿区水文地球化学特征及其在矿井涌出水来源判别中的应用

百善矿区地下水系统包含三个子系统:新生界孔隙含水层组、煤系砂岩裂隙含水层组及煤系下优岩溶含水层组.通过对这三个子系统水文地球化学特征的系统研究,可以提出各子系统所特有的水质模型,并确定能作为矿井涌出水来源判别依据的水溶组分,进而给出矿井涌出水来源的化学判别模式.     

受顶底板双向承压水威胁煤层开采技术研究

8601面为查庄煤矿深部8层煤首采工作面,直接顶为四灰含水层,下距徐灰含水层32．8m,由于四灰、徐灰含水层岩溶裂隙发育,含水丰富,该煤层开采受顶底板双向承压水威胁,为此对该煤层安全开采进行了技术研究,通过综合手段探查条件,制定了针对性的防治水措施,实现安全开采。该面为肥城矿区开采标高最深,受承压水威胁最严重的工作面,它的成功开采,开创了肥城矿区8层煤大采深、高水压开采的先河,为同类条件下其它煤层开采奠定了较好的基础。     

屯留矿区太原组与奥陶系含水层独立性验证与突水监测研究

通过屯留矿井下现场水文钻孔实测研究,证明该矿区太原组灰岩含水层与奥陶系灰岩含水层是两个完全独立的含水体系。现场实测太原组灰岩含水层分布均匀、范围广、渗透性好,可以作为奥灰水突水监测层。根据太原理工大学奥灰水突水监测理论与技术和屯留矿区现有的矿井开拓开采系统,设计了突水监控网,以对全矿区实时监测,保障安全开采。     

淮南巨厚新生界多含水层组地下水系统特征

新生界地下水是淮南潘谢矿区的重要水源。为了查清新生界内的地下水系统,文章根据现有勘探资料,采用系统聚类和主成分分析方法对研究区新生界不同取样深度的地下水水化学数据进行地下水系统的分析及划分。分析结果表明:新生界地下水系统存在浅部循环系统和深部滞留系统,分界线在深度100m左右;新生界中含和下含属于深部滞留系统,且存在明显的盐化现象;煤矿开采导致浅部循环系统和深部滞留系统产生水力联系。     

兖州矿区下组煤开采底板突水危险性评价

在系统收集兖州矿区各勘探阶段及各生产矿井水文地质资料的基础上,对兖州矿区下组煤底板奥灰含水层的水文地质特征进行了分析.利用单位涌水量资料对奥灰富水性进行了分区,综合考虑奥灰含水层的富水性、水压、隔水层厚度及底板破坏深度等因素,对影响下组煤各煤层开采的底板奥灰突水危险性进行了分区预测,为矿区奥灰水防治提供了依据.     

隘头煤矿区矿井充水因素分析

通过矿区调查、勘探，分析矿区水文地质条件、地表水及地下水动态特征及开拓井巷所反映的矿井水文地质情况，我们认为在正常情况下，隘头煤矿区直接充水含水层对煤层开采不构成直接威胁，浅部煤层开采时局部与第四系孔隙水以及地表水会有直接的水力联系，隘头煤矿区灰岩含水层和老窑积水是矿山安全生产的主要防范对象。     

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。