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摘要:煤矿水文地质对于煤矿防治水工作的开展具有十分重要的意义。结合斜沟煤矿地质情况,分析了矿井含水层和隔水层分布、矿井充水条件和井田周边采空区积水情况,以期为煤矿水害的防治提供一些思路。
关键词:煤矿开采;水文地质;水害防治
斜沟井田各边界均为人为划定边界,无自然边界。井田东部边界为石炭系出露区,外围有奥陶系地层出露区,主要接受东部含水层的侧向补给,为奥灰、太灰和砂岩裂隙孔隙含水层补给边界。井田西部位于单斜构造最低处,且无大的断裂构造存在,井田内奥灰、太灰和砂岩裂隙孔隙含水层水从西边流出,为一排泄边界。井田地层呈近南北走向,且有连续起覆变化,总体来讲南部略高于北部。奥灰含水层水位南部边界处为+855m,北部边界处为+851m,地下水由南向北径流,而南部为人为边界,未发现断层等构造发育,可视为补给边界,北部为排泄边界。要特别注意井田周边的采空区积水及越界开采情况,以免采掘揭露这些区域引发透水事故[1-2]。因此,周边小煤窑采掘边界及积水范围探测和防治应为矿井重点的防治水工作。
1矿井含水层和隔水层分析
1.1含水层
井田主要含水层自下而上可划分为:奥陶系岩溶含水岩组,石炭系太原组碎屑岩类裂隙含水岩组,二叠系含水岩组,三叠系碎屑岩类裂隙含水岩组,第四系、新近系松散岩类孔隙含水岩组。奥陶系碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组厚度2.9~14.3m,平均厚度为7.4m,主要出露于井田界外东部,由东向西开始全部倾没于石炭系地层之下。井田内O2f地层岩溶发育较差。奥陶系中统上马家沟组碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组厚度224~248m。石炭系太原组碎屑岩类裂隙含水岩组为井田内13号煤层开采的充水水源之一,各含水层之间有泥质隔水岩组,使得各含水层之间水力联系减弱。二叠系下统碎屑岩类裂隙含水岩组含水层主要为中、粗粒砂岩。二叠系上统和三叠系下统碎屑岩类裂隙含水岩组以砂岩裂隙含水层为主,属弱富水含水层。第四系、新近系松散岩类孔隙含水岩组新近系上新统分布在沟谷两侧和沟顶的基岩顶面上,含水层以砾石为主,厚度不稳定,局部砾石层较厚,富水性较好,单井出水量可达100~500m3/d。
1煤田地质勘查工作的现状
1.1煤田地区的地质勘查工作无法满足实际的需要早在改革开放之前我国很多的煤田地区就意识到地质勘查工作的重要性,针对当地的实际情况制定了一系列的工作计划,为煤炭行业的发展创造了有利的条件,特别是地质勘探和矿井的防治水工作有了很大的进步。但是随着改革开放的深入,很多的管理机制出现了调整,基本的水文地质勘查的发展也受到一定的阻碍。为了满足实际经济的需要,全国开始大力开采煤矿,过分重视能源的开采,而忽视了水文地质勘查工作,给煤田地区带来了很大的危害,不利于煤炭的可持续利用。
1.2煤田地区的矿井防治水工作依旧得到了很好的发展随着市场经济的发展,对于煤矿能源的需求逐渐增加,煤炭行业开始出现了事业的发展期,但是由于长时间的开采很多大型的煤田上部的资源已经开始枯竭,为了满足工业生产的需要,开始实行深部的能源开采工作。深部开采工作不仅对开采技术提出了更高的要求,还会给地下环境造成一定的影响,因此在能源开采中开始重视煤矿的防治水工作,延长矿井的使用寿命,为社会的经济发展奠定坚实的基础。各个地方的政府部门开始结合当地的矿井情况来制定相关的防治水方案,投入大量的资金来加强地下环境的保护,减少能源开采带来的不利影响。例如山西省的矿业集团开始将防治水以及水文地质勘查作为未来发展的重点,利用先进的治理技术来缓解煤田地区的自然环境,实现资源的持续发展。
1.3煤田地区的环境问题引起了重视由于长期不规范的开采行为,使得煤田地区的水土环境受到极大的伤害,当地居民的生活也受到影响。在建立资源节约型和环境友好型社会的条件下,各地的发展开始重视自然环境的保护。国家加大了对煤田地区的资金投入,针对不同地区的自然环境制定了相应的工作计划,在发展当地经济的同时也应该重视地质环境的保护,这样才能更好更快地实现市场经济的健康持续发展。
1.4煤田地区受到各级部门的重视在煤田地区生态环境受到严重破坏的条件下,各级政府为了适应社会可持续发展的理念,开始转变煤矿开采的管理,将水文地质勘查工作作为工作的重心。例如很多地方的政府部门开始扩大对大型煤矿地区的水文地质勘查范围,根据勘查的结果来制定相应的煤炭开采计划。国家财政还针对现今各大煤矿区的实际运营情况设置了专门的水文地质勘查项目经费,为煤田的今后的发展奠定基础。设置的水文地质勘查机构需要对各地煤田的具体情况进行调查并记录,政府资金的支持以及部门的协助,可以大大改善煤田地区的地质环境。
2煤田地质勘查中的水文地质问题
摘要:地下水等水文地质灾害作为矿井建设中的多发事故,长期以来对煤矿建设质量与安全造成严重威胁。文章以此为出发点对煤矿建设中的水文地质灾害防范展开探究,文中笔者在分析加强矿井建设中水文地质灾害研究必要性的基础上,对地下水防治的原则与要求进行分析,并结合自身实际对相应的防治措施进行介绍,最后还对其他安全辅助措施进行总结分析,希望能够对实现煤矿建设中的水文地质灾害防范起到良好的借鉴与参考。
关键词:煤矿建设;水文地质灾害;地下水;必要性;防治措施
0引言
煤矿生产建设过程中各类水文地质灾害一直是威胁作业安全的重要因素之一,而这些水文地质灾害的主要诱因便是地下水,因此对地下水的防治便成为了煤矿建设乃至生产中始终如一的重点内容。加强对地下水的有效防治,其目的在于保障煤矿建设生产安全,避免灾害事故的出现;科学、合理地减小矿井涌水量,实现生产成本的优化并改善建设作业环境;鉴于这些目的,在进行地下水防治时必须充分立足矿井生产实际,采取具有针对性的防治措施,从而做到地下水威胁的有效消除。
1加强矿井建设中水文地质灾害研究的必要性
1.1有助于提升煤炭开采作业安全性
本文作者:陈正华1,2周斌1,2邓智1,2作者单位:1外生成矿与矿山环境重庆市重点实验室2煤炭资源与安全开采国家重点实验室重庆研究中心
现有资料及存在的问题
本次研究工作收集了武山矿区详勘报告以及大量剖面图、平面图、水文地质图等图件,读取钻孔数据资料169个。在对资料进行整理后发现,建立该矿区水文地质模型存在如下困难:①岩体穿越泥盆系到三叠系所有地层,在GMS中建模存在一定难度;②钻孔分布不均,主要是探矿钻孔,分布在矿体附近;③矿区南部缺少钻孔控制,仅有的少量钻孔且深度也不够。
解决方案
在GMS中,建立Solid模型一般采用“horizon”方法,“horizon”指的Solid实体中出现的每个地层上界面,自下而上依次编号,故在层序正常地层中应用广泛。而研究区中心出现大型侵入岩(γ),使原有的正常层序地层被打乱。针对这种情况,将武山岩体(γ)假设为某一沉积地层,厚度在没有岩体出现的地方湮灭,以这种方式尝试在有岩体出现地方建立水文地质模型的可行性。考虑到Q覆盖了所有地层以及岩体,定义其horizonID为最上层8,而武山岩体穿越除了Q以外的其他沉积地层,将其horizonID设置为7,其余地层的horizonID自老至新依次设置为1~6,按照这种horizonID设置再按步骤建立水文地质结构模型。另外,根据现有资料,在深入研究矿区地质构造、地层厚度及展布的基础上,依据剖面图、地质图等资料,虚拟钻孔78个,从而解决钻孔分布不均以及深度不够的问题。图1为武山矿区分布的247个钻孔。
建立水文地质结构模型
摘要:我国的建筑工程建设迎来了一个全新的局面,使得其相关研究技术也有了新的提升,地质勘察工作是房屋建筑前期的一项重要工作,只有经过了准确的地质勘查才能更好地进行建筑工程的建设的后续工作,水文地质测试作为地质勘查中的一个重要部分,在地质勘查中起到了独特的作用,水文地质的研究对象主要包括检测位置的地下水的分布情况以及成分组成等,本文主要阐述水文地质的主要评价内容、测试状况以及地下水的危害。
关键词:地质勘查;水文地质;测试与研究
水文地质测试与研究工作是看展后续地质勘查工作的重要前提,但是很多勘查人员都忽略了这项准备工作,导致地质勘探工作出现各种问题。然而在实际的地质勘查工作过程中,一般的岩土相关工程的勘察结果极少与水文参数有直接关联,一些没有真正认识到水文地质的重要性的人人为水文地质测试只是一项具有象征意义的工作,工作规划中没有它的存在,一般情况下也只是对其做出常规性评价,本文希望通过对水文地质的相关阐述引起地质勘测人员对水文地质测试的重视,以便更好地进行地质勘察工作。
1水文地质的具体评价内容
1.1应当重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。当地下水位发生,会对工程建筑产生极大的影响。例如地下水位如果突然上升,必然会降低浅基础地基的承载力。而在有地震、砂土液化的地区则会加剧液化速度,进而岩土体产生变形、失稳等不良的地质作用。另外,在寒冷地区会产生地下水的冻胀方面的不良影响。然而,拿建筑物本身来说,如果地下水位在压缩层内,也就是基础底面以发生了上升变化,水浸湿和软化岩土,进而降低了地基土的强度,增大其压缩性,此时建筑物就会产生过大的沉降问题,最终影响到地基,使其严重变形。
1.2工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。在地质工作中,做好资料的收集工作和熟悉工作是对后续工作的前提准备。1.3应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。当基础下部存在承压含水层,应计算和评价基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性。当在地下水位以下开挖基坑的时候,应当进行富水、渗透试验,并对因人工降水而引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性做出评价。