構(gòu)造極復(fù)雜煤炭采取水文地質(zhì)條件立體探查與綜合評價

前言

第1章 緒論 1

1.1 研究背景 1

1.2 主要試驗研究內(nèi)容與工作過程 4

1.2.1 主要試驗研究內(nèi)容 4

1.2.2 研究工作過程 5

第2章 桃園煤礦礦井水文與工程地質(zhì)背景 7

2.1 礦井地質(zhì)概況 7

2.1.1 礦井地層特征 7

2.1.2 礦井地質(zhì)構(gòu)造特征 9

2.2 礦井水文地質(zhì)概況 14

2.2.1 區(qū)域水文地質(zhì)概況 14

2.2.2 礦井水文地質(zhì)特征 15

第3章 北八采區(qū)水文與工程地質(zhì)條件地面鉆孔探查 34

3.1 資源勘探階段鉆孔探查概況 34

3.2 地面鉆孔補充探查 35

3.2.1 四含富水性地面鉆孔探查 35

3.2.2 F2 斷層導(dǎo)含水性地面鉆孔探查 44

3.2.3 太原組灰?guī)r富水性地面鉆孔探查 55

3.2.4 奧灰富水性地面鉆孔探查 56

第4章 北八采區(qū)三維地震勘探及其精細(xì)解釋 58

4.1 北八采區(qū)三維地震勘探 58

4.1.1 北八采區(qū)三維地震勘探范圍及地質(zhì)任務(wù) 58

4.1.2 地震地質(zhì)條件分析 59

4.1.3 野外工程量完成情況 61

4.1.4 三維地震數(shù)據(jù)處理成果分析 61

4.2 三維地震資料精細(xì)解釋理論基礎(chǔ)與技術(shù)方法 63

4.2.1 地震多屬性精細(xì)構(gòu)造解釋物理基礎(chǔ)及技術(shù)方法 63

4.2.2 地震多屬性反演預(yù)測煤層頂?shù)装遒x水性研究 79

4.3 三維地震資料精細(xì)解釋地質(zhì)成果 90

4.3.1 10 煤層和82煤層的賦存形態(tài)及斷裂構(gòu)造發(fā)育特征 91

4.3.2 斷層控制情況及賦水性預(yù)測分析 91

4.3.3 陷落柱發(fā)育情況及賦水性解釋 96

4.3.4 10 煤層和82煤層頂?shù)装遒x水性分區(qū) 100

4.3.5 10 煤層和82煤層中的斷裂構(gòu)造與奧灰之間連通性分析 102

4.3.6 地震屬性精細(xì)構(gòu)造解釋前后成果對比 105

4.4 小結(jié) 105

第5章 北八采區(qū)井下綜合物探 107

5.1 探測目的與任務(wù) 107

5.2 并行電法探測 108

5.2.1 并行電法探測技術(shù)原理 108

5.2.2 探測工程布置與數(shù)據(jù)采集 112

5.2.3 數(shù)據(jù)處理方法及流程 114

5.2.4 探測結(jié)果分析 114

5.3 礦井瞬變電磁法探測 122

5.3.1 瞬變電磁法探測原理 122

5.3.2 礦井瞬變電磁法特點 124

5.3.3 探測工程布置與數(shù)據(jù)采集 125

5.3.4 探測結(jié)果分析 127

5.4 二維地震偏移成像技術(shù)探測 132

5.4.1 探測原理 132

5.4.2 探測工程布置 132

5.4.3 二維地震偏移成像數(shù)據(jù)處理 133

5.4.4 探測結(jié)果分析 134

5.5 小結(jié) 139

第6章 北八采區(qū)放水試驗與水文地質(zhì)參數(shù)求解 140

6.1 放水試驗的目的和任務(wù) 140

6.2 放水試驗工程布置與實施過程 141

6.2.1 放水試驗工程布置 141

6.2.2 放水試驗實施過程 144

6.3 放水試驗觀測結(jié)果分析與評價 152

6.3.1 放水前地下水水位動態(tài)特征 152

6.3.2 放水階段太原組灰?guī)r含水層水位變化特征 153

6.3.3 含水層之間的水力聯(lián)系程度分析 156

6.3.4 水位恢復(fù)階段水位觀測成果分析 157

6.3.5 上部車場測水站水量觀測成果分析 159

6.3.6 放水試驗中各含水層水溫變化特征 159

6.4 太灰含水層水文地質(zhì)參數(shù)求解 160

6.4.1 解析法計算 161

6.4.2 圖解法求解 169

6.4.3 太灰含水層水文地質(zhì)參數(shù)計算結(jié)果分析與評述 183

6.5 太灰含水層滲流場數(shù)值模擬 183

6.5.1 地下水三維有限差分?jǐn)?shù)值模擬基本原理及方法 184

6.5.2 水文地質(zhì)概念模型 190

6.5.3 數(shù)值模型的建立？識別與驗證 191

6.5.4 太灰地下水流場數(shù)值模擬結(jié)果分析 193

6.6 太灰含水層補給量分析 199

6.6.1 理論依據(jù) 199

6.6.2 太灰含水層補給量分析 200

第7章 北八采區(qū)地下水水文地球化學(xué)探查與評價 201

7.1 引言 201

7.2 數(shù)據(jù)搜集與采樣測試 202

7.3 礦井含水層常規(guī)水化學(xué)特征 204

7.3.1 放水前礦井含水層常規(guī)水化學(xué)特征 204

7.3.2 放水試驗期間各含水層常規(guī)水化學(xué)變化特征 213

7.4 礦井含水層微量元素水文地球化學(xué)特征 216

7.4.1 概況 216

7.4.2 礦井含水層微量元素特征 219

7.4.3 北八采區(qū)含水層微量元素特征 219

7.4.4 放水試驗期間各含水層微量元素變化特征 221

7.5 礦井含水層氫氧穩(wěn)定同位素水文地球化學(xué)特征 222

7.5.1 概況 222

7.5.2 礦井地下水氫氧穩(wěn)定同位素測試結(jié)果與分析 223

7.6 北八采區(qū)含水層水源判別 224

7.6.1 系統(tǒng)聚類分析模型的建立 224

7.6.2 含水層水化學(xué)系統(tǒng)聚類分析 225

7.6.3 放水試驗過程期間各含水層水化學(xué)系統(tǒng)聚類分析 226

第8章 北八采區(qū)水文地質(zhì)條件綜合評價 228

8.1 桃園礦井奧灰水文地質(zhì)特征與地下水流場分析 228

8.1.1 古地形特征 228

8.1.2 地下水流場 228

8.1.3 奧灰含水層富水性評價 230

8.2 北八采區(qū)水文地質(zhì)條件評價 230

8.2.1 太灰含水層水文地質(zhì)特征 230

8.2.2 新生界松散層含？隔水層水文地質(zhì)特征 237

8.2.3 煤層頂?shù)装迳皫r含水層特征 239

8.2.4 斷層導(dǎo)水性分析 240

8.3 北八采區(qū)采掘工作面涌水量預(yù)計 241

8.3.1 采掘工作面正常涌水量預(yù)計 241

8.3.2 太灰含水層突水量預(yù)計 243

第9章 結(jié)論 246

9.1 主要結(jié)論 246

9.2 應(yīng)用效果 248

參考文獻(xiàn) 249

2100433B

隨著煤炭資源的進(jìn)一步開發(fā)，淺部及條件簡單區(qū)域的煤炭資源逐漸匱乏，深部、地質(zhì)條件復(fù)雜區(qū)域的煤層開采，已構(gòu)成了我國目前乃至未來相當(dāng)長時間內(nèi)煤礦企業(yè)的攻關(guān)課題。為了預(yù)測和防治極復(fù)雜地質(zhì)條件塊段煤層開采水害問題，重點解放受太灰水和奧灰水威脅的呆滯儲量，采區(qū)水害綜合探查與防治技術(shù)研究是解決此類問題的有效途徑之一。《構(gòu)造極復(fù)雜煤炭采取水文地質(zhì)條件立體探查與綜合評價》以淮北礦業(yè)集團(tuán)桃園煤礦北八采區(qū)為研究對象，在系統(tǒng)分析礦區(qū)和井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，針對桃園煤礦北八采區(qū)極復(fù)雜的地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，采用地面補充鉆探、地面三維地震勘探及其精細(xì)解釋、井下鉆探、井下綜合物探 (瞬變電磁、并行電法、二維地震)、放水試驗、水化學(xué)探查等方法和手段，對北八采區(qū)進(jìn)行了立體探查，在此基礎(chǔ)上對該采區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行了綜合評價，揭示了該采區(qū)受斷層水、底板巖溶水、上覆松散層水、煤系砂巖水、巖溶陷落柱水等威脅的極復(fù)雜的水文地質(zhì)特點，為采區(qū)水害預(yù)測、評價和防治提供了技術(shù)支撐，為極復(fù)雜地質(zhì)條件采區(qū)煤炭資源安全高效開采提供了水文地質(zhì)保障。研究成果對皖北礦區(qū)乃至華北類似條件的礦井水害防治均具有重要的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價值。

• 前　言

• 目　次

• 1　緒　論

• 1. 1　課題的來源及研究意義

• 1. 2　國內(nèi)外研究狀況

• 1. 3　主要研究內(nèi)容

• 1. 4　研究方法與技術(shù)路線

• 2　研究區(qū)地質(zhì)概況

• 2. 1　礦區(qū)概況

• 2. 2　井田地質(zhì)

• 3　水文地質(zhì)特征分析

• 3. 1　區(qū)域水文地質(zhì)條件及井田水文地質(zhì)單元

• 3. 2　礦井充水條件

• 3. 3　斷層含、導(dǎo)水性分析

• 3. 4　各含水層之間的水力聯(lián)系及地下水補給條件

• 3. 5　礦井深部下組煤開采的水文地質(zhì)條件類型

• 4　深部水文地質(zhì)探查技術(shù)

• 4. 1　探查手段與工程量概述

• 4. 2　瞬變電磁勘探成果分析

• 5　徐、奧灰深部水文地質(zhì)特征及其對下組煤開采的影響

• 5. 1　徐、奧灰水文地質(zhì)特征

• 5. 2　下組煤底板隔水層特征

• 5. 3　徐、奧灰水位及其變化特點

• 5. 4　下組煤開采受徐、奧灰水影響程度分析

• 6　數(shù)值模擬在涌水量預(yù)計中的應(yīng)用

• 6. 1　奧灰滲流場數(shù)值模擬

• 6. 2　礦井涌水量預(yù)計

• 7　工作面底板水動態(tài)監(jiān)測技術(shù)

• 7. 1　礦井直流電法勘探原理

• 7. 2　動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究

• 7. 3　良莊礦51302 工作面底板水動態(tài)監(jiān)測

• 8　井田深部徐、奧灰水害防治技術(shù)

• 8. 1　徐、奧灰水害防治技術(shù)途徑

• 8. 2　綜合防治水技術(shù)途徑

• 9　結(jié)　論

• 9. 1　主要結(jié)論

• 9. 2　創(chuàng)造性成果

• 參　考　文　獻(xiàn)

本書在充分了解國內(nèi)外底板水害防治理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上，以良莊井田為例，分析了良莊井田地質(zhì)及水文地質(zhì)特征。利用瞬變電磁勘探技術(shù)，對深部徐、奧灰富水區(qū)域、富水性及F斷層含水性、導(dǎo)水性進(jìn)行了探查，總結(jié)了深部水文地質(zhì)特征，論述了徐灰、奧灰對下組煤開采的影響;運用國際上先進(jìn)的地下水模擬系統(tǒng)GMS，對奧灰滲流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，并根據(jù)模擬結(jié)果預(yù)計了礦井涌水量;研制了工作面底板水動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。根據(jù)研究成果，結(jié)合現(xiàn)場實際，提出了井田深部下組煤開采徐、奧灰水害防治技術(shù)。本書可供煤礦防治水工程技術(shù)人員閱讀，也可供大專院校相關(guān)專業(yè)師 。