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水文地质范文精选

水文地质

水文地质范文第1篇

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

2.1缺乏水资源制约了当地的发展我国煤炭资源与水资源的分布呈现反比的关系,煤炭资源越丰富的地方水资源越少。北方地区占据90%的煤炭资源,但水资源仅仅只是30%,煤炭资源丰富的晋、陕以及宁等地区的水资源比例不足10%。一般煤矿地区的用水要借助水利工程,仅仅依靠小流域的水资源无法满足当地的实际需要,人们的生活受到直接的影响。山西、陕西以及宁夏等煤矿资源丰富的地区,水资源严重缺乏,煤矿地区水资源的总和远远不能与新疆和内蒙地方比较。改革开放之后我国煤矿地区的水文地质工作受到直接的影响,水文地质勘查的水平比较落后,这些都制约了煤田地区的经济发展。根据相关数据的调查,我国十几个大型煤矿区需要的水资源高达296mm3/d,实际供水只有150mm3/d,水资源缺少的地区不仅会阻碍煤矿事业的发展,还会给当地居民的日常生活造成相当大的危害。

2.2水害事故的威胁我国大部分北方的煤田地区的下部具有含水层,随着煤矿开采深度的不断增加,水害给地下煤矿造成了严重的威胁。含水层下大概有200亿t的煤矿资源,一旦在开采的过程中发生了水害,工作人员的生命安全会受到更大的威胁。在能源供需矛盾越来越突出的环境下,增加煤矿开采的深度是必然的发展趋势,在20年内,我国大概有200多个矿井遭到了水害,死亡人数达1000多人,给国家造成了巨大的经济损失。由于在煤矿开采过程中忽视了水文地质的勘查工作,对于地下环境没有正确的认识,增加了开采工作的风险系数,当地居民的财产安全以及生命安全都受到威胁。煤田地区常年发生水害,既大大降低了煤矿的使用寿命,又为水文地质工作的开展带来极大的干扰。要想真正减少水害对煤矿的危害,需要实行规范的开采行为,重视水文地质的勘查工作,收集充足的水问地质资料是开采工作的基础和前提。

2.3矿区环境受到严重的污染煤田地区的生活用水以及生产用水会使得水文地质条件发生很大的改变,地下水位相比较之前有了很大幅度的上升,但是浅水区的水量减少,长期的抽水行为使得路面开始出现沉降的现象,加重了当地的缺水。根据相关数据的统计,在2010年,因为煤矿的不规范开采造成的沉降面积已经多达60万km2,沉降的面积每天都在持续增长,煤田地区的生态环境越来越恶劣。我国西部地区的煤炭地区本身自然环境较差,再加上水资源的缺乏严重阻碍了当地的经济发展。

3解决水文地质问题的具体措施

3.1将水文地质勘查作为煤矿开采的基础和前提随着工业的不断发展,对于煤炭资源的需求也越来越大,大部分的煤炭开采企业过分重视产量而忽视了水文地质勘查在开采中的重要地位,给当地的生态环境以及居民的日常生活造成直接的影响。科学合理的开采应该是建立在水文地质勘查的基础上,只有清楚了解当地的水文地质情况,才能在开采的过程中规避很多的风险,提高开采的质量和效率,减少开采工作对自然环境造成的危害。当代的煤矿开采企业要想实现自身的健康发展,必须要坚持以水文地质勘查作为基础和前提,这样才能在保证经济利益的同时,减少对生态环境的污染,实现人与自热的和谐相处,符合社会发展的要求。

3.2重视水文地质勘查技术与方法的研究和应用先进的水文地质勘查技术和方法是实现煤炭行业健康长远发展的关键,因此现代的煤矿工业要重视新技术和新方法的研究和应用,借助科学技术的力量来提高勘查的精准性。水文地质勘查的研究内容主要包括生态环境的治理、煤矿开采过程中处理水害的方法、高效勘查技术的研究、水文地质勘查水平以及煤炭资源的分布等等,加强这些方面的研究不仅可以充分了解煤田地区的水文地质环境,还能大大提高勘查的水平,为当地的经济发展创造了有利的条件。

3.3不断创新勘查的标准满足实际发展的需要现在我国使用的大部分勘查的标准和规范都是在几十年之前制定,为我国的水地质勘查做出了很大的贡献,但是随着社会的不断进步和发展,其中很多的内容与实际情况已经有很大的出入,无法真正发挥相应的指导作用。现今的煤矿开采企业应该在科学技术的支持下不断进行创新,根据发展的实际需要制定相关的勘查标准,提高勘查的质量和效率。在注重水文地质勘查工作的同时还要采取规范化的开采方式,降低煤矿开采的风险系数。

3.4重视煤矿地区的水害治理工作煤炭资源在不断开采的过程中会逐渐出现衰竭,为了满足工业生产的需要,加大开采的深度是必然的手段,深部开采对于工作人员的生命安全威胁更大需要加强工作中的安全防护。现在的深度开采主要是受到水害的威胁,煤矿区的深处含水层结构遭到破坏,会引发严重的自然灾害,造成巨大的经济损失。为了提高煤炭开采工作的安全性,当地开采企业应该加强日常的防治水工作,根据岩石的具体情况来制定保护计划,保证工作人员以及开采设备的安全,提高开采的质量和效率。工作人员在开采的过程中遇到水害,要保持冷静,及时采取相应的补救措施,尽量保证自身的安全以及减少经济损失。

4煤田水文地质勘查工作中的注意事项

4.1煤炭水文地质的设计问题

4.1.1水文地质勘查的准备工作水文地质勘查的准备工作主要包括两个方面:①收集相关的资料,在正式开始勘查工作之前需要对当地的地质条件、勘查地区的地质条件以及相关的评价资料有一定的了解,分析和研究当地的地质资料之后制定相应的数据图;②设计人员应该进行实地考察,在考察的过程中获取足够的资料和信息,进一步的实地考察还能对之前收集的资料实行验证,分析比对之后确定最终的结果,保证信息的真实性和完整性是开展勘查工作的基础和前提。

4.1.2资料的整理和审查水文地质勘查资料的整理和审查主要包括以下四个方面的内容:①设计人员需要根据当地的政策来对收集来的结果进行判定,特别是以往水文地质勘查的质量;②判断最终的勘查结果是否符合规定,施工前核对测量的数据之后开始工作,在勘查的过程中还要进行数据的补充;③在数据审查的过程中以原始数据以及综合鉴定表为基础,表格中的煤层深度、厚度以及质量等等都要进行比较,审核完之后确定汇总表中的所有数据;④水文地质中的抽水试验是否符合相关的要求,观察和记录水文地质环境的变化,采样调查煤田地区的水质情况,根据水资源的实际情况来制定具体的勘查方式。

4.2工程布置中应该注意的问题钻孔工程中的小孔都应该有各自的作用,尽可能实现一孔多用,减少工程量。专业的水文孔以及工程地质条件需要符合设计的要求,应该在水文地质工作之前完成。水文孔以及工程地质孔都应该与煤田的内部结构一致,与资源的分布情况相关联,这样才能为下阶段的勘查工作准备条件。抽水试验是水文地质勘查工作中并不可少的一个环节,一般会在一个孔中进行两次抽水试验,保证试验结果可靠性。在抽水试验中要注意水位的变化,通过直线法来获取相应的数值。

4.3水文地质勘查报告中应该注意的问题煤炭地质勘查中的测量、测井以及填图等工作需要经过相关部门的审核,只有审核通过的数据才能记录在勘查报告中。在水文地质勘查工作中要在第一时间获得地质资料以及原始资料,整理和分析资料来编制地质报告。最终的地质报告不仅要满足生产部门以及投资者的需要,更重要的是要真正反映当地的水文地质情况,明确体现出勘查的程度。报告中的结论需要大量的证据,要包含文字和图片,全方面展现水文地质勘查的结果。但是现在很多的工作人员为了刻意迎合生产的需要,会对勘查的结果做适当的修改,这种行为会大大影响到后期的煤矿开采工作,埋下了安全隐患,不利于整个行业的健康长久发展。

4.4新型技术的使用水文地质勘查涉及的内容比较广泛,仅仅借助一种勘查技术无法有效获取相关的数据,一般会采用两种以上的技术。水文地质条件会随着自然环境的变化而不断发生变化,水害发生的原因也在随着变化,这给勘查工作带来更大的困难。要想真正解决煤田的水害问题,需要从不同方面分析和研究,借助新型技术的优势来开展水害治理工作。目前水文地质勘查的新型技术主要有钻孔透视仪、流量测井法以及y射线找水法三种,不同的技术针对不同的工作,相比较传统的勘查手段更加科学和全面。钻孔透视仪能够快速确定煤矿突水的位置,有效防范水害给煤矿带来的危害,提高了煤矿开发的规范性和科学性。

5总结

水文地质范文第2篇

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,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。

1.2隔水层

a)13号煤层以上至8号煤层太原组、山西组泥岩隔水层。据钻孔资料,13号煤层以上至8号煤层的太原组、山西组地层岩性以泥岩为主,厚度38.10~78.10m,平均厚度52.42m,井田内沉积连续稳定,是山西组8号煤层与太原组13号煤层之间较好的隔水层。b)13号煤层以下太原组泥岩及本溪组泥岩隔水层。据统计,13号煤层底板至奥灰峰峰组顶界面之间的地层间距为37.06~77.92m,平均间距为51.31m。隔水层主要为太原组下段下部的泥质岩及粉砂岩,以及本溪组泥岩、铝土岩等隔水层。隔水层的岩性及厚度依次为铝质泥岩、煤0~10.07m,平均5.24m;泥岩、粉砂岩12.13~60.05m,平均31.69m。隔水层平均累计厚度36.93m,占地层总厚度的71.98%。从地层组合结构看,此段地层皆为泥质岩、砂质泥岩、砂岩、灰岩组成的相互叠置结构,这种地层组合结构在一定程度上限制了砂岩及石灰岩的垂直裂隙发育,也限制了大气降水及地表水的补给作用,同时也在一定程度上限制了上覆含水层地下水的下渗及越流补给作用。

2矿井充水条件

2.1矿井充水水源

该区温带大陆性季风气候,降雨量分配极不均匀。井田东部为老(小)窑区及煤层隐伏露头区,煤层埋深较浅,大气降水可通过导水裂隙带进入采空区,通过对11采区北翼采空区涌水量的观察,大气降水对采空区具有明显的补给作用,而且井田东部石炭系以上地层均有出露,可接受大气降水的补给[3]。斜沟煤矿地层总体向西倾斜,东部煤层埋藏浅,存在6号、8号、13号煤层露头,大气降水和地表水能够通过风氧化带、煤层开采形成的垮落带和导水裂缝带溃入井下。5号、6号、8号煤层顶板直接充水水源主要为二叠系山西组几层中粒砂岩及局部粗粒砂岩的裂隙水,石盒子砂岩裂隙水为其顶板间接充水水源。上组煤顶板砂岩含水层单层厚度一般为1~4m,累计厚度5~12m,平均累计厚度约8m。由于砂岩难溶成分高,裂隙不发育,开启程度差,加之含、隔水层呈相互叠置的沉积序列,砂岩含水层地下水的补、蓄条件差。在井田东部煤层浅埋区,煤层开采形成的导水裂隙带可直达地表,大气降水和地表水是上组煤顶板砂岩裂隙水的重要补给来源。石炭系太原组碎屑岩类裂隙水是13号煤层直接充水水源。含水层单层厚度一般为2.60~4.00m,累计厚度一般为6~8m。13号煤层厚度为5.95~16.68m,平均厚度为13.88m,上距8号煤层38.10~78.10m,平均52.42m,则13号煤层开采后,导水裂隙带将揭露太原组砂岩裂隙含水层,并与上覆8号煤层采空区沟通。井田5号煤层底板标高360~1090m,井田6号煤层底板标高350~1000m,8号煤层底板标高330~1050m,13号煤层底板标高300~950m。根据井田水文地质资料,结合区域水文地质条件,推断井田马家沟组+峰峰组含水层水位标高841~853m,井田5号、6号、8号、13号煤层均属带压开采煤层。

2.2矿井充水通道

根据矿井水文地质条件及开采条件,矿井充水通道可分为自然充水通道和人为充水通道。自然充水通道主要包括断层、陷落柱、构造裂隙等,人为充水通道主要包括煤层采动形成的垮落带、导水裂缝带、封闭不良的钻孔等。2.2.1矿井充水自然通道根据现有地质资料及水文地质资料,目前井田内未发现大的断裂构造,也未发现陷落柱,总体上为一走向近南北、倾向西的单斜构造,构造简单[4]。但是需特别注意的是,此结论是在井田内大部分区域未进行地面三维地震条件下得出的,不能排除井田内发育有隐伏的导水断裂构造和岩溶陷落柱的可能。在井田东部煤层露头发育,煤层埋藏相对较浅,井田内地层向西倾斜,大气降水可通过煤层露头的松散沉积物孔隙、基岩裂隙下渗,在基岩裂隙相互沟通的情况下进入采掘工作面。2.2.2矿井充水人为通道经估算,5号煤层、6号煤层和13号煤层导水裂缝带最大高度分别为68.79m,77.88m和287.60m,而实测8号煤层导水裂缝带高度为74.8m。井田下部煤层形成的导水裂缝带可发育至上覆煤层的含水层或采空积水区,对下部煤层开采构成威胁;同时,煤层在井田中东部埋藏较浅,回采后形成的导水裂缝带可延伸至地表,直接沟通大气降水与地表水,引起工作面渗水量及采空区积水量的增大,危害矿井生产安全。封闭不良孔是一种人为充水途径,该类导水通道的隐蔽性强[5]。在生产过程中,发现这类钻孔主要有:a)未封闭水文长观孔、水井、煤层气勘探孔;b)已封闭水文孔及勘探事故孔。

3井田及周边地区老窑水分布状况

井田东部煤层浅埋区有关闭的小煤矿和老空水分布,主要分布在井田东部斜沟、麻墕塔沟、庙沟、石佛沟和迷糊沟内的煤层露头附近。结合物探成果及其他水文地质资料对井田采(古)空区积水进行评价:井田8号煤层有10处采空积水区,13号煤层有6处采空积水区,充水水源主要为顶板砂岩裂隙水。根据经验公式对采空区积水量进行估算,估算公式为:Q=KMScosα,(1)式(1)中,Q为采空区积水量,m3;K为充水系数;M为煤层平均厚度,m;S为积水区投影面积,m2;α为煤层倾角,°。经估算,截至2019年11月,井田8号煤层积水区面积316992m2,积水量372982m3;13号煤层积水区面积45572m2,积水量57561m3;井田采空区总积水面积362564m2,总积水量430543m3。井田北部为山西忻州神达晋保煤业有限公司现开采的8号、13号煤层。神达晋保煤业8号、13号煤层存在采空区积水,其中,8号煤层总计积水面积为30372m2,积水量约25481m3,13号煤层总计积水面积为13420m2,积水量约39165m3。

4结语

斜沟煤矿矿井涌水量主要由井筒残留水量、工作面涌水量和采(古)空区来水量构成。近年来,斜沟煤矿矿井涌水量基本正常,但随着开采程度逐年加深,采空面积逐渐增大,矿井涌水量会逐渐增大。因此在开采过程中,一定要坚持“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的原则,做好防治水工作,防止水害事故发生,确保生产安全。

参考文献:

[1]王俊.斜沟煤矿矿井水患分析[J].当代化工研究,2021(17):31-32.

[2]李江.宏发煤矿水文地质特征分析[J].中国资源综合利用,2021,39(8):76-78.

[3]廖华爱.贺西煤矿水文地质条件和矿井充水因素分析[J].华北自然资源,2021(3):56-57.

[4]李晓伟.水文地质对煤矿防治水工作的价值分析[J].当代化工研究,2021(7):42-43.

水文地质范文第3篇

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

我国煤炭资源有着分布广泛、储量丰富且地质状况复杂多变的特点,为矿井生产建设带来诸多不便。因此,这就要求煤矿建设时必须严格依照和参考相关的水文地质报告内容开展作业,从而确保矿井建设与煤炭资源开采的安全性,并为煤炭资源的高效、高质开采提供必要保障。但由于过去各大矿区在水文地质灾害防治方面投入力量的不足,导致过去矿井建设中透水事故频发,不仅造成重大经济损失,同样也引起了严重的人员损伤,进而严重威胁了煤炭产业的持续高速发展。有鉴于此,煤矿在建设过程中必须增强对水文地质灾害问题的防范意识,通过构建系统性的防治体系,真正做到安全隐患的有效消除,从而为煤炭后续生产安全系数的提升奠定基础。

1.2提升煤炭开采合理性

矿井建设过程中水文地质灾害的有效调查一方面能够为建设作业提供安全指导,另一方面根据当地地质状况而编制的水文地质报告同样是矿井后续生产及扩建作业的重要参照,对于优化生产布局,保障生产安全意义重大。现阶段,国内各大矿井均已充分认识到水文地质勘测的必要性,在矿井建设时均会积极开展水文勘测作业,从而为矿井的后续良性发展提供了切实可靠的源动力。

2煤矿建设中的地下水防治

2.1防治思想与基本原则

煤矿建设作业时地下水一直是十分常见的问题之一,其威胁性十分严重。一旦地下水揭露,轻者会严重阻隔生产的持续开展,提升作业成本,并对矿区环境造成负面影响;重者则会直接引起安全事故,造成重大经济损失的同时引起人员伤亡。因此增强对地下水等水文地质灾害的防治研究,必将成为矿井建设中的永久话题,具体开展上应当秉承“立足实际、环境友好”的基本原则。一方面从矿井自身实际着手,在充分分析自身水文地质特征的基础上,选用具有针对性的防治措施开展地下水防治,另一方面遵守环境友好的绿色发展模式,摒弃过去单纯疏干为主的方式,实现地下水防治的同时实现水资源的有效利用,达成矿山绿色发展目标。

2.2地下水防治具体要求

1)竖井作业必须依照相关作业规程严格开展,前期进行全面的工程勘测,在真正掌握井筒周边地质水文环境,并有效预测井筒涌水量与含水结构的基础上开展后续施工。2)在井下主体巷道施工作业前,应预先编制详实的水文地质平、剖面图,编写地质状况说明书。井巷作业期间,应安排专业技术人员对水文地质状况进行实时跟踪管理,以及时对水文地质状况进行修正,以更好的保障作业。3)对已知的导水构造或含水地层,在作业揭露前应提前进行超前钻探,对导水构造或含水地层的具体位置、区域面积及厚度等基本情况进行探测,并以此为基础,通过分析导水构造或含水地层的施工作业环境、涌水量等对其相应的防治措施进行制定。通常,在坚硬岩层中,超前探水作业长度不得小于10m,当预估位置发生错误,使得岩层完整性与强度无法满足岩帽预留需求时,应当及时结合具体情况对超前距离进行明确。一般原则为,确保钻水孔5m以内岩体具有合格的完整性与强度。

2.3地下水防治技术

1)通过排气压入浓密水泥浆进行防治水。相较于以往的竖井深孔涌水控制时先在注浆孔内灌入水泥浆后再将管道埋送入孔内的方法不同,这种方法采用水平或仰视预埋注浆孔的方法,可以有效规避传统工艺无法实现管体与孔壁间间隙密实的方法,需多次反复注浆的弊端,通过排气压入的方法,能够保证水泥浆液的一次性有效灌注,且浆液固结后抗压能力可达30MPa,能够有效满足封堵地下水涌出的需求。2)钻孔上增设防突防喷装置。钻孔上布设的防喷防突装置是实现高压顶水钻探作业安全、有效开展的关键核心。在钻进作业防突中,尽管钻机自身携带的液压卡盘在实现高压水击穿时具有一定的夹持功效,但经过工程实践可知,单纯依靠液压卡盘无法真正达到高压涌水钻探防突的安全需求。因此,为实现钻进作业的安全防护,可在钻杆上布设异径防突器,这一装置能够有效确保1000m以上水头压力下的探水作业安全性。防喷措施是指在高压阀门上布设自伸缩式封口装置,同时在高压阀门同孔口管间布设减压器与四通管,经实际应用表明,其防喷效果良好。

2.4其他水文地质灾害防治技术

2.4.1工程边坡滑动

此类灾害多发生于露天矿井,针对其的防治手段主要有:①坡角整平。这种方法有助于降低存在滑动危险岩体的自重,从而规避事故。具体操作上,当高度较小时可将坡面削缓,确保其同水平面夹角小于原角度;当边坡较高时,可将其划分为多个小段,制作成台阶状,从而避免发生滑动。②构建挡土墙。在可能发生滑动的边坡间构筑挡土墙,以阻挡其发生滑动。挡土墙构建必须以稳定地层为根基,并在墙后布设排水设施以确保滑动体内渗水的及时排除。

2.4.2地表塌陷

此类地质灾害多是在存在岩溶发育状况的矿区,由于建设作业时大量抽排地层地下水引起的岩溶塌陷。针对其的防治手段主要有:①回填密封。对已出现的塌陷坑,选用水泥浆、黏土等材料进行回填,避免地表水的继续渗入;②塌陷周边构建围堤;③对塌陷坑内积水进行及时排干,避免发生二次潜蚀塌陷。④对浅层石灰岩含水层进行帷幕注浆作业,以阶段地下水进入塌陷坑的径流通道。

3其他安全辅助措施

1)严格遵守各项安全规章制度,依照规程进行生产作业并确保各类防治水设施布设的标准化。譬如水泵布设、水仓布设、排水管理布设等必须依照生产设计严格修建并做好日常维护保养工作。2)组建专业技术团队,对矿区水文地质状况进行持续性动态跟踪调查,记录各类水文地质现象,并将其绘制相应的图表以便及时分析,同时对其中的异常状况及时进行反复勘验,确保安全隐患的提前发现与治理。3)增强对矿区内大型沟谷的监测,对其疏水性能及渗漏能力做到全面掌控,对于出现的各类地裂缝及地表塌陷情况应及时进行填埋处理。4)掘进作业时严格遵守“有掘必探,先探后掘”的方针,一旦发现作业面出现安全威胁,应当及时撤离所有作业人员至安全区域。5)提前针对裂隙发育区及断层进行水文探测与安全防护措施,避免积水突入矿井,造成经济损失。

4总结

总而言之,地下水等地质水文灾害作为煤矿建设中的多发性灾害,必将是矿井建设安全管理的永久话题之一。矿井管理者必须充分认识这一问题,积极采取有力措施,组织专业技术人员构建适应自身矿井地质实际的水文地质灾害防治体系,在确保安全隐患有效消除的同时推动建设作业的持续开展,为矿井经济效益与社会效益的双赢提供永久保障。

参考文献:

[1]张全丽.潞安矿区水文地质特点及其对煤矿建设的影响[J].煤,2011,07:53-55+74.

[2]窦玉康.浅谈塔然高勒矿井建设的经验教训[J].煤炭工程,2012,S1:27-28.

[3]李志明.大采深高承压矿井水文地质条件及防治水技术[J].煤炭科学技术,2010,09:104-107+116.

[4]白玉杰.煤矿水害原因分析及防治技术[J].煤炭技术,2009,11:85-87.

[5]荣.基本建设矿井安全管理实践与探索[J].煤矿安全,2015,12:233-235.

水文地质范文第4篇

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。

2水文地质的测试内容

软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶的发育情况和其透水性成正比。一般可用渗透系数表示透水性,可通过抽水试验求取岩上体的渗透系数。崩解性,是指岩浸水湿化后,由于土粒连接被削弱,破坏,使土体崩敞、解体的特性。给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,用给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数,也影响场地疏时间。其一般是通过实验室方法测定。胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性。其是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄导致的。

3地下水体系构造上的危害

在对水文地质的测试有了一定程度的了解后,我们应当清楚地认识到地下水造成的各种危害,以便于认识到水文地质的测试。

3.1地下水位的变化。引起地下水位的变化的原因是多方面的,有可能是由于天然原因,如地质内部产生变化,还有可能是由于人为原因,比如在建筑施工过程中吗,造成了对于土壤的破坏,使得地下水的水位产生了变化。水位的变化主要有三种情况:首先,水位会发生上升的情况,造成水位上升的原因有多种可能,最主要的影响因素是总体岩性产状以及含水层的结构;造成水位上升的气象原因主要包括气温变化、降雨量增减等,造成水位上升的人为因素主要有灌溉方式不恰当、施工时对于土壤地质的破坏,综上原因,可能会造成土壤盐渍化、沼泽化,地下水以及岩土层腐蚀地面上已经建设完毕的建筑物,还会造成一系列地质危害,如斜坡、岩土体发生滑移的现象,甚至产生流砂的现象,地下洞室被水淹没,基础水位上浮,使建筑物失去稳定性。地下水位还会发生下降的情况,与地下水位发生上移的情况不同,使地下水位发生下降的原因比较单一,主要是人造成的,人在进行采矿等开采资源的工作过程中,抽取地下水的数量超过了一定的标准、矿床出现疏干的状况,一些水坝的修建者在河流的上游建筑了水坝,一些部门在建造水库的时候夺走了河流下游的补给的地下水都会使地下水位下降。一旦地下水位发生下降的情况,会使地面大幅度澄江、地面开裂甚至坍塌,使得地下水越来越少甚至面临枯竭的危险,无论是对人类的生存环境还是建筑的安全性都是一个巨大的威胁。除了上升和下降之外,地下水还会出现经常性地升降现象,使得岩上发生往复性收缩与膨胀,进一步使岩土的收缩与膨胀的程度增大,也可引起地裂的发生,使建筑物,尤其是轻型建筑物遭到不同程度的破坏。造成的一系列对于土层下以及土层上的严重危害会是岩土工程的处理与选择更加麻烦。

3.2地下水动压力作用。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述。

4结论

地质勘探工作是一项及其复杂且重要的工作,对房屋建筑以及其他相关工程建设有着重大的影响,一方面在于工程质量,一旦建筑工程质量出现问题,就会严重影响到居住与使用者的生命财产安全,安全一方面在于工程的经济效益,水文地质的测试人员应当加大研究的力度,不断提高对水文地质研究水平,加大水文地质测试结果的准确性。

参考文献

[1]建筑工程地质勘探与取样技术规程[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.

水文地质范文第5篇

关键词:曹四夭;钼矿区;水文地质

1矿区概况

勘查区位于后河水文地质单元的南部,地势东高西低,海拔高程最低1249m,最高1415m,相对高差166m,矿区东部属低山丘陵地貌,西部为山间冲积平原。勘查区内沟谷较发育,有利于地表径流的排泄。但无常年性流水,河流均为季节性河流。最低侵蚀基准点1249m。区内出露地层主要为中太古界集宁岩群黄土窑岩组(Ar2h)、新生界古近系渐新统呼尔井组和乌兰戈楚组(E3wl+h)、新近系中新统老梁底组(N1l)、汉诺坝组(N1h)及上新统宝格达乌拉组(N2b),沿河谷低地发育第四系全新统冲积物(Qhal)。矿区基岩出露较少,大面积被新生界地层覆盖。

2含、隔水岩组

2.1新生界盖层孔隙含水岩层(组)

1)第四系全新统冲洪积物(Qhal)孔隙含水层:分布于河沟的河床中,由冲洪积的砂砾石组成,厚度0~3.00m,局部厚度大于10m。该含水层在矿区内分布面积很少,含孔隙潜水。涌水量一般30m3/d,水质类型为HCO3-Ca型,矿化度0.36g/L,pH值7.50。水位标高1255.20~1318.20m。该含水层直接接受大气降水补给,蒸腾与蒸发为该含水层的主要排泄方式之一,部分则经短途径流后垂向或侧向排泄。2)新近系上新统宝格达乌拉组(N2b)孔隙含水层:主要分布于曹四夭断裂以西,该层厚50~100m,岩性主要为厚层砂质泥岩和薄层砂砾石层。含水层砂砾石层厚度10~20m。根据民井08简易抽水资料,降深5.48m,单位涌水量0.113L/s•m,富水性中等偏弱。水质类型为HCO3-Ca•Na•Mg型、HCO3-Ca•Mg型,矿化度0.26~0.42g/L,pH值7.82。水位标高1240~1280m。现多开采为居民生活饮用水。3)新近系中新统汉诺坝组(N1h)裂隙含水层:主要分布于曹四夭断裂以西,矿区内仅小面积出露于郭县夭子东南1km的小山上和曹四夭村南一小沟内,含水岩性主要为灰色气孔状玄武岩、致密橄榄玄武岩,含裂隙孔洞水,个别钻孔穿见该含水层时严重漏水,有不返水现象。玄武岩分为两层,中间夹紫红色泥岩隔水层。第一层玄武岩厚度3~21.00m,第二层玄武岩厚度6.00~9.00m。据水文地质调查,泉水流量0.634L/s,个别富水地段单井涌水量300m3/d,富水性中等,水质类型为HCO3-Ca•Mg型,矿化度0.23g/L,PH值7.83。水位标高1214.10~1242.11m。4)新近系中新统老梁底组(N1l)孔隙裂隙含水层:主要分布于矿区中部和南部,厚度32.60m,施工钻孔没有穿见该含水层。地表岩性为灰白色砾质岩和杂色粉砂岩、粉砂质泥岩组成,固结程度差,地表均为松散状,含孔隙潜水。5)古近系渐新统呼尔井组和乌兰戈楚组(E3wl+h)裂隙含水层:在曹四夭断裂以西该岩层厚度大于200m,主要岩性为紫红色泥岩夹灰白色半胶结砂岩、砂砾岩,含水层为砂砾岩,单井涌水量50-500m3/d(引自内蒙古自治区兴和县城镇供水水源地水文地质详查报告),其富水性中等,水质类型为HCO3-Ca,HCO3-Ca•Na型水,矿化度小于1g/l。曹四夭断裂以东该层厚度0~36.80m,钻孔穿见岩性以紫红色泥岩为主,该层在曹四夭断裂以东主要表现为隔水性质。总之,新生界盖层孔隙含水层主要分布于曹四夭断裂以西,间夹有厚层泥岩及砂质泥岩隔水层,钼矿体主要分布于曹四夭断裂以东,如果将来采坑边坡开挖到曹四夭断裂附近时对矿体开采有一定影响。

2.2基岩裂隙含水层(组)

分布于新生界沉积物以下,地表局部有少量出露。基岩风化深度一般0~78.62m,在风化带以上,岩心具褐铁矿化,裂隙发育5~10条/m,岩心破碎强烈RQD=0~40%。含基岩风化裂隙水,地表有少量出露,直接受大气降水补给,地下水交替强烈。风化带以下靠近断层部位,岩石受断层影响裂隙发育,裂隙密度8~10条/m,裂隙面粗糙,裂隙性质主要表现张性。少数裂隙宽约0.5~5cm,被石英不完全充填,形成直径约0.5~5cm不规则状石英晶洞ZK0007孔,深度389m处涌水,涌水量6.696L/s,富水性中等;ZK0015孔,穿透F1断层时涌水,涌水量0.833L/s,终孔水头高出地表18.60m(压力表测试)。ZK0804孔37.45~64.51m严重漏水,不返水,最大漏失量150L/min;522.70~1199.82m严重漏水,不返水,最大漏失量150L/min。根据矿体单孔稳定流抽放水试验资料:ZK0403孔最大水位降深9.02m,单位涌水量0.467L/s•m,渗透系数0.453m/d;ZK0411孔最大水位降深12.00m,单位涌水量0.300L/s•m,渗透系数0.183m/d;ZK1200孔最大水位降深8.19m,单位涌水量1.505L/s•m,渗透系数0.601m/d,水位埋深16.35m,水质类型为HCO3•Cl-Na,HCO3•SO4-Na型,矿化度0.52~1.61g/L,pH值7.86~8.55。该含水层具有统一的水位标高1297.58~1302.93m。总之,基岩裂隙含水层富水性中等-强,其富水性与基岩的裂隙分布和发育度有关,具有较强的不均一性,主要富水部位集中在阻水断裂迎一侧,是将来矿体开采矿坑充水的主要来源。

2.3断裂构造含水性

矿区构造以断裂构造为主。区内新生界覆盖严重,在黄土窑岩组(Ar2h)及曹四夭花岗斑岩(K1Cγπ)出露区断裂较发育,主要为北东向、北西向,共6组断裂分别为F1、F2、F3、F4、F5和F6(见表1)。

2.3.1北东向构造

F1断裂在曹四夭村通过,为区域性断裂,为大同—尚义北东向断裂带在区内的延伸部分。大部分被古近系、新近系地层覆盖。在区内为隐伏断裂,钻孔ZK0815(245.60~311.70m)及ZK0007(127.11~354.00m)控制,走向为38°~42°,倾向308°~312°,倾角59°~61°,宽27~62m,断层带内主要以碎裂岩为主,发育有构造泥砾岩(图6-3)、角砾岩、挤压片理化带,并充填有少斑花岗斑岩脉、普遍具硅化,高岭土化、褐铁矿化,花岗斑岩脉具辉钼矿化并且具强裂破碎现象,碎块大小为1~10cm。以上特征说明此断层为以张性为主的正断层,至少经历过成矿前、成矿期及成矿后3次以上活动。两盘岩石强烈破碎,影响范围较大,下盘相对富水。本次施工ZK0411孔在129.75m穿透新生界盖层后穿见该断层带,只穿见该断层下盘的部分碎裂岩化斜长浅粒岩,厚16.31m,岩石平均裂隙密度大于12条/m,岩石质量极劣,岩体破碎。根据ZK0411孔在该层位抽水资料,水位降深90.04m,单位涌水量0.00093L/s•m,水位标高1278.31m,水质类型为Cl•SO4-Na型,矿化度1.4g/L,PH值8.29。其富水性极弱,可视为相对隔水层。根据以往施工钻孔,F1断层东7个钻孔,断层西6个钻孔终孔稳定水位对比(见附表),终孔稳定水位标高,F1断裂东比F1断裂西高46.73m,说明该断层对地下水的运动有阻挡作用。F2断层主要分布在矿区内小红土窑一带,P2铅锌矿化带产与其中。断裂带走向约60°,倾向北西,倾角约75°,宽约10~30m。该断裂多期次活动,带内岩石强烈破碎,构造岩主要以碎裂岩为主,发育有构造泥砾岩、角砾岩。XZK01钻孔穿见该断层时有涌水现象,其富水性强。F3断层位于曹四夭西南部约600m,完全隐伏,由4个钻孔控制(CZK01、CZK02、CZK03和ZK0823)。P1铅锌矿化带产于其中,总体走向103°,倾向193°,倾角79°。矿带沿走向、倾向方向变化较大。带内岩石较为破碎,主要以角砾岩、碎裂岩、铅锌矿化碎裂岩。所施工钻孔穿见该断层时泥浆消耗局部有增大现象,其富水性一般。

2.3.2北西向构造

该方向构造为北东向构造次级断裂,规模一般较小,地表完全隐伏,通过钻孔共控制三组深部断层,分别为F4、F5、F6断层。F4断层由ZK1607孔控制,宽约4m,ZK2400孔控制,宽约1.5m。该断层在横16、横24剖面明显截断2组辉绿岩脉,总体呈现逆断层特征,具有一定的阻水性。F5断层位于ZK0807孔364.2~369.0m处;ZK1203孔215.2~221.6m处;ZK1600孔67.1~70.7m处,断层产状50~60°∠71~80°,工程控制长730m,ZK0411孔钻孔中该断层厚8.00m,断层主要为碎裂岩及断层泥,碎斑成分与断层上下盘岩石同成分,主要为浅粒岩、黑云斜长片麻岩,粒径一般为4~8mm,泥质胶结。岩心多呈扁柱状、块状。岩心受挤压具高岭土化,透水性差。F6断层分布在曹四夭村南东,断层位于ZK0008孔794.1~807.6m处,断层产状50°~60°∠71~80°,工程控制长约500m,它切割了黄土窑岩组及辉绿岩脉,断距约4m。断层带内充填黑云斜长片麻岩、浅粒岩碎块及碎裂岩、断层泥。碎裂岩中碎斑为黑云斜长片麻岩及浅粒岩,粒径2~5mm,次棱角状,含量约30%~60%,断层岩矿化为辉钼矿化、黄铁矿化,蚀变为绿泥石化、绢云母化及泥化等。总体呈现逆断层特征,具有一定阻水作用。

2.4隔水岩层

2.4.1新生界隔水层

新近系上新统宝格达乌拉组(N2b)和古近系渐新统呼尔井组和乌兰戈楚组(E3wl+h)地层中有厚层砂质泥岩及粉砂岩,透水性差,可视为隔水层。

2.4.2基岩隔水层

中太古界集宁岩群黄土窑岩组(Ar2h)的片麻岩、浅粒岩,岩石完整,裂隙不发育段可视做隔水层;岩浆岩主要有中生代早白垩世多斑花岗斑岩(K11γπ)、少斑花岗斑岩(K21γπ)和爆破角砾岩K2a1γπ。脉岩为辉绿岩脉(βμ)、花岗斑岩脉(γπ)。风化带以下,岩石质密,裂隙不发育段可视做隔水层。

2.4.3阻水断层

区内断层由于其多期次活动,断层性质主要表现为压扭性,断层泥发育,高岭土化较强,对地下水的运动具有一定的阻挡作用。阻水断裂主要为F1、F4、F5、和F6。

3结语

矿床大部分位于侵蚀基准面以下,主要含水层为基岩裂隙含水层,其单位涌水量为0.467~1.505L/s•m。基岩裂隙脉状水和大气降水为矿坑主要充水水源,附近地表水不构成矿床的主要充水因素,主要充水含水层、构造破碎带富水性中等-强,水文地质边界较复杂。按照《矿区水文地质工程地质勘探规范(GB12719-91)》勘探类型的划分,该矿区水文地质类型属第二类第三型,即以裂隙充水为主的水文地质条件复杂的矿床。

参考文献:

[1]中华人民共和国.矿区水文地质工程地质勘探规范GB/T12719—1991[S].北京:中国标准出版社,1991.

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