水文地质论文范文

时间:2023-03-08 10:22:09

水文地质论文

水文地质论文范文第1篇

1.1地下水化学特征该区在ZK240孔、ZK1301孔、ZK1701孔及ZK2302孔中采集水样各一件,其水化学特征见表2.由表可知,在井田地层中,由于岩石裂隙不甚发育,且多为泥质充填,地层渗透性差,补给、径流条件不佳,地下水运移缓慢,矿化程度较高,为微咸水或咸水,水质较差.

1.2地下水补给、径流与排泄井田地处区域地下水迳流区,地下水的补给主要有两方面:一是流经井田的三条河流的河水沿地表风化、构造裂隙侧向渗透补给地下水;二是蓄存于河床及冲沟两岸卵砾石中的孔隙潜水,通过下伏侏罗系煤系地层的构造、风化裂隙顺层补给侏罗系煤系地层承压水,后者占主导地位.地下水的迳流与排泄:第四系地下水以地形走势为地下水径流方向,此层地下水以泉点出露、蒸发,人工排泄为排泄方式.在井田内该层地下水的补给、迳流、排泄基本混为一体.古近系—新近系地下水以顺层补给为主,其径流方向由北到南,以泉水为主要排泄方式.侏罗系中下统含水层组受区域构造的影响流向南东方向.地下水在运移途中,矿井疏干排水成为主要的地下水排泄方式.由于侏罗系地层主要以泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主,夹少量的砂岩及较厚的煤层,裂隙不甚发育,故岩层透水性和富水性都较弱,地下水径流不畅,交替滞缓.区域侵蚀基准面在井田南部的伊犁河谷,侵蚀基准面标高为574m.伊犁河及两岸平原地区北东向隐伏的金泉断裂和托开断裂是深部地下水的区域排泄源.

2矿井涌水量预算

目前,“大井法”在矿井涌水量预测应用最为广泛的一种方法[5-6],它是把复杂的巷道系统设想为一个与巷道系统相等的大井的工作系统,大井的涌水量就相当于复杂巷道系统的涌水量,此方法快速、简便、经济,是常用的方法.因此本文也采用此方法进行矿井涌水量的预算.1)公式选择:当顶板砂岩裂隙承压水疏水时,水位将降至含水层底板以下,含水层内承压水变为无压水,因此采用承压转无压的大井法计算矿井正常涌水量.2)参数的选择:渗透系数取井筒检查孔抽水试验参数之平均值0.0839m/d;承压水从井底算起的水头高度(H)采用钻孔水位标高的平均值643.64m与第一开采水平+0m之差,即643.64m;承压含水层厚度(M)选择含水层真厚度的平均值作为计算参数,平均值为51.85m;引用半径(r0)和引用影响半径(R0)通过计算分别为3292.99m和9461.51m.将上述参数带入公式(1)计算可得:矿井涌水量为12485.39m3/d.

3井田充水因素分析

3.1充水水源1)地层含水性:区内地层其岩性主要以泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩等细颗粒状的岩性为主,局部夹有粗砂岩、砾岩及煤层.各煤层主要接受古近系—新近系地层、侏罗系组地层的直接充水.通过本区各阶段钻孔简易水文观测成果、抽水试验成果及周边矿区资料可知:赋煤地层的透水性差,富水性弱,说明赋煤地层岩性不利于矿床充水.而直接充水含水层古近系—新近系富水性中等,对矿床充水有一定的影响.未来开采时应选择合适的顶板管理方式以减少对覆岩的破坏程度,尽量降低导冒带发育高度,尽可能少沟通上部含水层,以减低未来矿井排水压力.2)地表水及第四系孔隙潜水:河水及第四系孔隙潜水在不断的径流过程中始终对井田地下水进行缓慢的侧向补给.本区地表水发育,第四系孔隙潜水富水性中等~强,因此,矿业权益人必须充分重视煤矿的开拓方式,近河开采时一定要预留足够的保安煤柱,先探后采,有疑必探,避免河水直接进入矿坑.3)大气降水及暂时性地表水流:当进入到雨季时,大~暴雨易形成地表洪流.暂时性地表水流具有时间短,流量大之特点,对矿床充水的影响主要表现在冲毁矿山设施,直接灌入矿井内,而对地层渗透补给意义不大.因此,在开发煤炭资源期间,探矿权人应加强观测,寻觅洪流周期与径流途径,从而正确设计开发矿山设施的布置以及井口位置.

3.2充水通道井田断裂构造是充水的重要通道,主要表现在断层的导水和储水作用、断层缩短了煤层与含水层的距离、降低了岩层的强度,使地表水、地下水沿断层破碎带涌入井巷.再者各勘查阶段施工大量钻孔,这些钻孔大部揭穿煤系地层,虽经全孔封闭,也难免存在封闭不良现象,所以钻孔造成的通道会导致上下含水层的连通,开采时若井巷揭露或接近封闭不良钻孔时,也可造成涌水量的增大.

4结论与建议

综合分析得到以下结论:①分析了井田水文地质特征,确定了矿床充水来源为古近系—新近系含水层、侏罗系中统西山窑组、下统三工河组、八道湾组含水层裂隙孔隙水及第四系孔隙潜水、大气降水.②结合井田水文地质条件和充水因素分析,利用大井法对井田的涌水量进行了预算,得出矿井涌水量为12485.39m3/d.③井田属裂隙充水为主、水文地质条件中等的煤矿床,水文地质勘探类型为二类二型.对该区水文地质条件分析和研究结果显示,井田地表水发育,第四系孔隙潜水富水性中等~强,古近系—新近系富水性中等,赋煤地层富水性弱.提出如下建议:未来矿井开采时,应特别注意矿井疏干排水的方式方法,做到“有疑必探,先探后采”,避免造成矿井突、涌水事故的发生.

水文地质论文范文第2篇

(1)地下水位上升带来危害。地下水属于流动的水流,由于天气和季节的变化,地下水的水位也随之发生变化,尤其在每年的雨季,水位变化会更加明显,地下水位会显著上升,水位上升对岩土结构和整个地质的含水量都带来非常大的变化,最直接的影响将是未来建筑工程的危害,因此,在工程地质勘察时,要充分的考虑到地下水位上升带来的危害问题,进而做出有效的对策。

(2)地下水位下降带来的危害。我国属于多地形多气候环境,很多地区都缺水严重,地表水不足,地下水位明显下降,从而导致整个地质结构发生变化,这些是由于气候干旱带来的水位下降,从而影响了岩土层,影响施工操作;同时,还有一些水位下降是由于地表一些工厂施工,抽取了大量了地下水,造成地下水位明显下降,也会直接危害到后续的建筑施工,从而使得水源越来越少,环境受到严重威胁,建筑工程受到阻碍。

(3)地下水位影响岩土结构带来的危害。水文地质变化是影响岩土结构的主要因素,而且这种变化是没有规律的、随机的,地下水位如果忽高或者忽低,就容易造成岩土结构发生变形,导致地表开裂,对建筑物带来损害,水位上升时,岩土结构变得松软,强度低,使得低沉易于压缩,这就会造成建筑物下沉和变形;而数位下降时,岩土结构就会变得坚硬,强度增高,使得地基随之而下降,从而造成地表建筑下沉,遭到损坏。

2解决水文地质带来的危害的具体措施

(1)对地下水位变化危害的解决措施。地下水位的上升和下降都会直接影响岩土结构,影响水源分布,进而影响了建筑物地基的稳定性,所以,在工程地质勘察中,要高度观察地下水位的变化,结合周围环境和气候的变化,密切注意岩土层随地下水位变化的规律,从而制定出切实可行的预先规划和施工方案,对发生意外的情感做好预测措施,使得建筑物所承受的危害降到最低。

(2)水源性质危害的解决措施。在实际的水文地质勘察过程中,地下水由于会和岩土结构发生相互作用,从而影响岩土层的含水量,使得岩土结构发生变化,进而对建筑物带来安全隐患,所以,在勘察时,要注意定期的对地下水进行取样和监测,使得岩土含水量变化可以更好的被监测,对地下水进行综合的分析,得出可靠的数据,以便于可以第一时间发现问题,从而做出正确的解决措施,降低安全隐患。

(3)评价机制不足的解决措施。完善的水文地质评价体系可以提高勘察质量和水平,所以,勘察部门要提高工作人员的技术水平和责任意识,不断完善工程勘察的评价机制,从而提高管理水平,使得水文地质勘察工作更为高效和准确,对地下水位的监控更为严格,确保对各类问题可以做出正确的预防和解决措施,从而有助于建筑工程的施工规划,提高建筑工程的稳定性。

(4)地下水性质变化的解决措施。在勘察过程中,对地下水自身的性质分析也是非常重要的,地下水的PH值、硬度等相关因素的变化,也会对岩土结构和建筑工程带来一定的危害,为此,必须要对地下水的性质做出准确的分析,找出性质变化与岩土结构变化的规律,及时发现问题,确保将风险降到最低,全方位的保证建筑施工可以有序开展。

3总结

综上所述,工程地质勘察作为建筑工程地质结构的监测工作,必须要充分考虑影响地质结构的因素,尤其要重视水文地质问题的勘测,严格关注低下水文地质的变化,监控地下水位,从而更好的维持岩土结构的稳定性,进而为建筑工程提供地质结构保障,对于水文地质的问题,针对不同的问题要采取不同的解决措施,同时勘察部门也要制定相应的规章制度与措施,关注水位变化,从而更好的完成地质勘察工作,保证建筑工程的稳定,提供完善的建筑保障,进而促进工程建设更好的完成。

水文地质论文范文第3篇

1.1地下水对岩土结构和建筑物的作用和影响

在岩土工程中,地下水对岩土结构和建筑物的作用和影响已经成为最需要考量的问题,对地下水对岩土结构和建筑物的作用和影响进行重点预测,并根据相关评价结果,制定切实可行措施,对工程项目顺利实施有重要意义。勘察评价内容主要包括勘察目的、地下水埋藏情况、水位变化情况、场地稳定性、地下水对建筑材料的腐蚀情况等等。

1.2水文地质勘察要与建筑物地基类型结合

水文地质勘察需要与建筑物地基类型紧密结合,查明地质水文情况,可以为建筑物地基选择提供最准确地质资料。勘察内容评价主要包括水文地质历史情况、地下水成因类型、岩土性质、岩土风化程度、岩土物理力学性质等,还要将岩土、水文和建筑物三者因素进行对比分析,形成完善的评价体系。要在具体操作中判定和明确场地是不是存在地震断裂的地质情况、场地有没有断裂活动,周围有没有其他不良的地质作用。通过多元评价,为工程提供全面水文地质评价报告。

1.3地下水对工程建设的作用和影响

地下水对工程的作用和影响呈现多元性,需要从不同角度展开具体评价。首先是对埋藏在地下水水位以下的建筑物基础和砼内钢筋的腐蚀情况进行评价;其次是地下水对选用的软质岩石、残积土、膨胀土等基础持力层形成的软化情况进行评价;再就是地下水对地基基础范围内存在的粉细砂、粉土产生的潜蚀、流砂、管涌的可能性进行评价;在地下水水位以下开挖基坑,需要进行富水性和渗透性试验,要对人工降水可能引起的土体沉降、边坡失稳等情况进行评估。

2岩土主要水理性质和具体测试方法

根据地下水在岩土中的存在方式可以分为:结合水、毛细管水和重力水三种形式。所谓岩土的水理性质,是指岩土和地下水相互作用产生的物理性质。根据地下水存在的方式具体分析其物理性质,对制定科学测试方法有积极作用。

2.1岩土的软化性

岩土的软化性,是指岩土在地下水作用下发生了力学强度降低的变化,一般情况要用软化系数进行表示,根据软化系数可以判断岩土的耐水浸、耐风化的能力。如果在岩土层中存在较多容易被软化的岩层,地下水对其产生的软化作用就会更为显著。在粘性土壤、泥岩、页岩、泥质砂岩等地质条件下,都存在软化特性。在地下水作用时,也容易产生较多软化层,对建筑工程的影响自然呈现显性。

2.2岩土的透水性

岩土都有透水性,自然水在重力作用下,穿过岩土下沉。岩土性质有差异,其透水性也表现出个体差异。松散岩土的颗粒加大,透水性较好;如果颗粒很细小,其透水性就差。岩土透水性用渗透系数来表示。岩土透水性大小,对岩土产生的软化作用自然不同,进而对工程建设产生直接影响。岩土的渗透系数需要通过抽水试验获得。

2.3岩土的崩解性

岩土在地下水作用下,土粒连接被破坏,很容易造成土体崩散和解体等现象。岩土崩解系数高低,与岩土的颗粒成分、矿物质和结构有直接关系。如果是水云母、高岭土为主的残积土,大多会以散开方式崩解,如果是石英为主的残积土,则会以裂开的形式崩解。厘清岩土崩解方式,可以针对性地制定防范措施。

2.4岩土的胀缩性

岩土在地下水浸透下,会吸收众多水分,土体增大,而失水后,土体又会缩小。这是由于岩土的颗粒表面结合水膜吸水变厚了,而水分失去后,颗粒表面就会变薄。如果岩土发生大幅度胀缩,就会形成地裂、基坑隆起等现象,严重影响工程基础的稳定性。对岩土的胀缩性进行测量时,需要针对如下指标:膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。

2.5岩土的给水性

所谓给水性,是指岩土在地下水重力作用下从孔隙裂缝中自由流出水分的性能。测量岩土给水指数,对岩土稳定性做出科学推断。给水性以给水度进行标识,需要进行相关试验才能测定。

3水文地质问题对工程造成的危害分析

3.1地下水活动产生的压力形成的危害

地下水活动会产生一定的压力,对岩土形成的危害也不容小视。地下水活动是自然现象,在天然情况下,地下水活动产生的压力不会造成多么严重的地质裂变现象,但在人工作用下,由于工程施工打破了地下水活动的平衡状态,地下水活动会形成比较大的压力,对岩土工程的危害也就显示出来。在地下水活动作用下,岩土中的粉土、粉细砂等,在地下水活动中很容易形成流砂、管涌、基坑突涌等情况,给工程施工造成严重的影响。

3.2地下水水位变化引发岩土缩涨变形

地下水水位处于周期性变化之中,对岩土形成的物理作用也是非常显著的。地下水水位变化,可以促使岩土结构发生不均匀胀缩,甚至会形成地裂,导致地基较浅建筑物出现坍塌现象。如果地下水水位发生大幅度变化,还会导致岩土胀缩幅度提升,对工程施工造成严重影响。在工程施工时,要注意对地下水具体情况进行勘察,尽量减少在地下水变动比较大的地带进行施工。地下水水位变化虽然有一定规律,但也存在很多例外情况,在针对地下水水位变化勘察时,要注意地下水水位变化的多种可能性。通常情况下,如果地下水水位在建筑基础底面以下压缩层范围内,不管是上升还是下降,都会造成建筑物的基础失去稳定性。地下水水位上升,建筑物基础地基的土质就会发生软化现象,自然会导致建筑物发生沉降和变形。如果地下水水位下降,压缩层岩土的自重力就会增加,也会导致建筑物发生沉降或变形。地下水发生频繁升降,对岩土工程造成的危害更为严重。地下水水位变化能够引起岩土结构产生胀缩变形等现象,当地下水升降频率加大,岩土产生的胀缩幅度也会不断加大,有可能形成地裂等剧烈地质现象,很容易造成建筑物的坍塌。由于地下水水位升降过于频繁,也会促使岩土中铁、铝等成分的流失,土壤发生内质变化,土质变松、含水量孔隙增多,其承载力自然降低,也会对工程基础造成严重威胁。工程水文地质勘察中,要了解和明确基坑开挖对周围多种自然因素的影响,主要是岩性、承压性、含水层类型等。

4结语

水文地质勘察对工程建设有重要影响,特别是地下水给岩土结构和建筑基础形成的危害是工程亟待解决的难题。通过水文地质勘察,为工程制定科学施工方案提供各种数据参数,对促进工程建设有积极帮助。地下水活动有个性特点,地下水水位变化也存在不确定性,这一些都给水文地质勘察带来挑战,掌握先进的勘察技术,总结勘察历史经验,都能够提升水文地质勘察质量。

水文地质论文范文第4篇

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

本文采用前述的第一种方法建模,即在Bore-hole模块中建立水文地质结构模型。具体方法是:将地表高程设为模型上边界,以-610m水平作为下边界;插值计算的空间步长为100m,插值方法选择naturalneighbor;执行HorizonsSolid命令,并勾选Representmissinghorizonsimplicitly选项,最终生成武山矿区水文地质结构体(Solid),建立的水文地质结构模型见图2。

水文地质结构可视化模型的实现

水文地质论文范文第5篇

1.1矿区含水层(1)第四系松散沉积物中的孔隙潜水含水层:本区第四系松散沉积物中含弱孔隙潜水,据邻区陈家1#、6#民井抽水结果,其涌水量为0.044~0.059L/s,为弱含水层,接受大气降水补给,其富水性随季节变化。(2)长兴灰岩岩溶裂隙含水层:该含水层主要分布在矿区南部,据原地质报告抽水资料,水位降低值为2.367m,流量为0.0872L/s.m,渗透系数0.00651m/d。正常情况该含水层为含煤地层基底灰岩,棠浦第六煤矿所主采的1#、3#、4#、5#、9#煤层距该含水层较远,中间相隔约200m余米隔水层;受F9、F9-1断层影响,使其逆推到上含煤段之上,但本含水层至1#煤层至少相隔150m厚的上含煤段隔水层。因此,对棠浦第六煤矿开采构成威胁的可能性小。(3)老窑积水:棠浦第六煤矿区范围内煤层露头附;应对措施

近老窑较多,据钻孔控制,开采垂深32.55m,一般为30~40m,个别点100.52m(405孔),棠浦一、二井老窑采空区下限划在垂深70m,结合日前现场调查资料,老窑采空区下限为垂深90~110m(标高为-20m)。老窑采空区聚集了大量地下水,是本区矿井充水的主要来源,对矿井开采影响大。(4)采空区积水:2010年度11月江西省工程物探新技术公司对棠浦第六煤矿矿区含水体进行了探测,查明5#煤采空区标高在-300m水平以上有一含水体,其范围:东经115°02′02″~115°02′05″;北纬28°25′54″~28°25′58″,标高在-55.5m~-146.2m之间。

1.2存在问题(1)矿区老窿多,特别是开采矿区西部,有2006年已关闭的棠枫煤矿,其采空区及巷道积水多,老窑水受季节调节。(2)由于种种原因,矿井勘探工程量不足,投入水文地质工程未达相关规范要求。(3)2010年通过物探手段,查明在5#煤采空区-300m水平以上有一含水体。开采各煤层前必须查明其准确位置。(4)在-250m水平一号石门及二号石门180m处己探明了F5断层位置,并形成水力联系。断层裂隙水,顺着断层面下流,经测定涌水量0.2~0.3m3/h。(5)-100m水平以上,原各矿所预留的保安煤柱不明确,上世纪90年代,有相互争夺资源现象,水力相互联系,对开采-100m水平以下煤层有较大影响。

2矿井工程地质及存在问题

1)工程地质特征:矿井可采煤层顶、底板岩性均为粉砂岩和细砂岩,顶板属中等冒落顶板,采煤采用全部垮落法管理顶板,巷道较稳定。矿井工程地质条件为中等。

2)存在问题:随着开采水平延深,巷道不断增多,开拓破坏围岩的完整性及稳定性,降低围岩的力学强度,增加冒落带的高度,扩大垮塌陷落区范围,容易形成水源通道。同时采空区面积逐步扩大,与地表水力联系不断加强;垮塌面积越大,裂隙带越多,渗透进入矿井水机会越强,涌水风险更大。

3矿井充水因素分析

(1)大气降水:矿区内各含水层地下水主要受大气降水补给,矿井充水因素主要是大气降水通过岩石风化裂隙带渗透进入矿井。

(2)老窑采空区积水:本区以往老窑开采较盛,据井巷工程揭露,本区老窑采空区深度下限一般在-20m标高附近,采空中有积水,对浅部煤层开采威胁较大,以往邻近矿井在开采浅部煤层时,发生过突水事故。矿井目前开采深度为-280m,1#、3#、4#、5#、9#煤层-20m标高以上为老窑采空,加上新近采空区,采空区范围较大,采空区中的一些石门、废弃巷道多有积水,因受采动影响,采空区(老塘)积水会通过裂隙渗漏进入矿井。

(3)断层导水因素:在矿区南部有F5、F9-1、F9等断层发育,在地质勘探过中对这些断层的导水性能未作专门抽水试验,钻孔穿过该断层时,未发现明显变化,其导水性微弱。F9、F9—1断层开采的1#、3#、4#、5#、9#煤层相隔有200余米的上含煤段,F5断层在-250m水平一号石门探掘过程中己遇到断层裂隙水,顺着断层面下流,经测定每小时有0.2~0.3m3流量进入水仓。

(4)未封堵或封堵质量差钻孔:查明矿区所有未封堵好钻孔,逐个钻孔进行摸底,上到井上下对照图上。

4矿井水患及应对措施

4.1水患危害

(1)开采-250m水平5#煤层西部时,应坚持“有疑必探,先探后掘”的原则,避免发生淹井事故。

(2)主井-280m水平水仑容量及排水能力未达规定要求,会造成矿井被淹,迫使矿井停产。

(3)未查明老空区水、未封填好钻孔及合理留设保安矿柱时,有可能造成伤害事故。

(4)雨季来临前,井上下未做好“雨季三防”准备工作,有可能造成人员伤亡事故。

4.2应对措施

(1)建立水文地质调查小组、配备人员及设备。矿部成立了以矿长为组长,水文地质工程师为副组长的水文地质调查小组,配备了一台ZLJ-150型探水钻,到高坑煤矿聘请专业队伍进行探放水。

(2)进一步做好水文地质技术基础工作。按照“水文地质规定”要求,结合本矿区水文地质条件及日前调查所收集资料,全面整理,分析,形成本矿区水文地质原始资料。同时在此基础上编制了矿井充水性图、涌水相关曲线图、综合水文地质图、剖面图、综合柱状图等图件,建立了涌水量观测台帐等16种基础水文地质台帐。其主要工作有:①收集矿井历年勘探成果,棠浦矿区共进行了5次普查勘探,每次对矿区涌水水源及通道进行分析整理,并标注在水文地质图上;②对封孔不良钻孔进行重新治理并登记注册,形成台帐;③对F5断层裂隙水流量进行全面观测并做好台帐;④收集矿井涌水量及排水量基础资料,进一步核定其排水能力;⑤全面调查矿井西部原棠枫煤矿关闭时开采深度、范围、煤层及采空区的面积;⑥对工程地质影响形成范围进行预测估算,划定采空区可能影响范围及高度;⑦对水害影响范围必须及时上图,在图上标注其“三线”范围;⑧对井下所有的巷道必须及时测量上图,并严格计算其巷道面积及今后垮塌将影响的高度范围;⑨收集每年气候变化资料,及时调查并总结雨季与旱季地下水及采空区水源补给变化;⑩探水工必须做好探水原始记录;瑡瑏严格计算并落实好井下各防隔水煤柱的留设,并与上级主管监察部门建立图纸交换制度,防止相邻矿井开采保安矿柱;瑏瑢明确矿区水文地质类型,为年初采掘巷道布置工作提供技术保障。

(3)落实好矿井防、排、探水工作。①地面防排水:雨季来临前,必须对矿区范围内的地面塌陷、裂隙、小井及排水工程进行一次全面调查,及时掌握水文动态变化规律。发现塌陷及时封堵。同时加强井口地面排水清理,保证雨季时洪水能直接排出矿区。②井下排水:大气降水下渗是矿井主要补给水源。根椐近来年排水记录,每年4~8月,井下涌水量是平时的3倍。因此,雨季前,必须对各种排水设备、设施做好检修维护工作,确保供电系统及排水系运转正常。③井下探放水:矿井在做好充水条件分析和水害评价预报工作后,必须有针对性地进行井下探放水工作。当工作面接近积水井巷、老空、含水层、导水断层、相邻矿井、隔离煤柱或接近水文地质不明区域时,必须进行探放水。探放水工程必须有设计书,并附老空及积水区与现采区的关系图、探放水孔布置的平面图和剖面图等。

(4)运用物探新技术,加强地面及井下物探工作。

(5)健全防水害应急预案,做到装备、培训与管理三到位。每年必须根椐矿井采掘安排及年度降雨量变化,及时修订年度防水害应急预案,并组织员工演练;做好装备、培训与管理三到位工作,确保矿井安全度汛。

水文地质论文范文第6篇

根据以往在二盘区补勘的水文地质工作,按地下水赋存条件及水力特征,将二盘区含(隔)水层划分为新生界松散层孔隙潜水含水层和中生界直罗组风化基岩孔隙-裂隙含水层、延安组基岩承压含水层及新近系土层隔水层。

(一)新生界松散层孔隙潜水含水层。该含水层在二盘区主要包括风积层、冲积层,风积层广泛分布盘区地表,为粉细砂,厚度变化大,沙丘地区透水不含水或含水微弱,靠近沟谷地区含水较强,滩地区与下伏萨拉乌苏组构成统一含水层。冲积层分布于沟谷、漫滩及阶地,与下伏基岩风化带形成统一含水层,沿河谷呈片状或带状分布。含水层以细砂、中粗砂为主,部分为粉砂和亚砂土,局部地带底部为砂砾石,结构松散,孔隙大,透水性强,补给条件优越,赋存条件佳。据以往水文地质补勘工作,其中二盘区北部古冲沟范围内整体较厚,含水性好,水位埋深在0~45m范围变化,含水层厚度0~64m之间,变化较大。据J1307号钻孔对沙层与风化基岩混合抽水试验显示,单位涌水量0.2238~0.4819l/s.m,平均单位涌水量为0.3349l/s.m;渗透系数0.5246~0.8879l/s.m,平均渗透系数为0.682/s.m。矿化度一般小于0.4g/L,为HCO3~Ca•Mg或HCO3~Ca型水,富水性中等极强。二盘区南部松散层整体薄,含水性较弱。

(二)土层隔水层。二盘区内,土层主要是保德组红土,及离石组黄土,分布不均,变化较大,厚度0~73.03m,一般厚度20m左右,土层在二盘区北部河则沟及青草界两侧由于受古直罗河冲刷剥蚀,土层残存厚度很小,分布不均,甚至完全被剥蚀构成天窗,总体上主要分布在古冲沟范围以外,土层沿井田分水岭向河则沟、青草界沟厚度逐步减小,岩性为一套土黄、棕红、浅紫红色粘土及亚粘土,含钙质结核,富水性极差。

(三)直罗组风化基岩孔隙-裂隙含水层。该含水层在该区广泛分布。上部为灰黄-土黄色粗粒砂岩;下部为土黄色含砾粗砂岩,局部见底砾岩,岩性孔隙流通性好,加之风化强烈,裂隙发育,导水通道发育,富水性好,钻探施工至此段漏水,且漏失量较大。在河则沟及青草界沟流域古冲沟冲刷剥蚀去,残存厚度0-45m,变化大,土层缺失地段与上覆松散层潜水构成统一含水层。根据以往钻孔的单孔抽水试验资料综合显示,平均单位涌水量0.1284~0.3318l/s.m,渗透系数0.186~0.6478l/s.m,平均渗透系数为0.3670l/s.m;大部分区段为中等富水性,只在J1004孔附近显示弱富水性。在土层分布区,具有承压性。地下水水化学类型为HCO3—Na•Ca及HCO3•SO4—Na型,矿化度0.20~0.56g/l,属淡水类型。J806钻孔、J808钻孔矿化度偏高,为0.52~0.56g/l,SO42+离子含量偏高。

(四)延安组正常基岩承压含水层。二盘区延安组基岩承压含水层主要为延安组含煤岩系承压含水层,为一套浅灰色中细粒砂岩与砂质泥岩互层。节理裂隙不发育,富水性极差。由于古冲沟冲刷剥蚀,安组顶部局部受到风化作用影响,岩性较松散,风化裂隙发育。据勘探报告,以往抽水资料该含水层富水性差,渗透系数变小,延安组各主要可采煤层上部均有15m左右的灰白色中、细粒砂岩,局部粗粒砂岩,是各主要可采煤层的直接充水含水层。

(五)烧变岩孔隙、裂隙含水层。该含水层主要分布于本区西南及南部3-1煤火烧区,烧变部位为3-1煤上部,岩性显示为浅红、褐灰色粉砂岩,成份以石英、长石为主,泥质胶结,结构较疏松,富水性强。据以往水文地质工作,该含水层在J1303孔的揭示厚度5.35m。根据本次J1303单孔抽水试验资料显示,平均单位涌水量3.3140l/s.m,平均渗透系数74.103l/s.m,属强富水性含水层。该层地下水水化学类型为HCO3—Na•Ca,矿化度0.25g/l,属淡水类型。

二、盘区矿井充水因素分析

补勘区矿井充水方式有直接和间接两种,它们分别受大气降水、地表水和地下水等因素的控制,且具有一定的水力联系,对未来矿井生产有不同程度的影响。

(一)充水水源。区内充水水源主要有大气降水、地表水、地下水。矿区年平均降水量仅435.7mm,且降水集中在7~9月,矿井涌水量随季节有不同的变化,故降水为矿井充水的间接水源。补勘区内地表水体主要为青草界沟(长年流水),河则沟,沟谷地段3-1煤上覆基岩很薄,冒落带高度大于基岩厚度,顶板冒落后,冒落带裂隙必将沟通地表水体,使其成为直接充水水源,并可导致溃沙危害。补勘区北部古冲沟发育区、南部青草界沟两侧,3-1煤层上覆基岩厚度小于导水裂隙带高度,故直罗组风化岩孔隙裂隙承压水和煤系裂隙承压水为直接充水水源;松散层潜水。

(二)防沙、防水煤岩柱界线修定说明。根据2011年至2013年锦界矿二盘区的补勘钻孔情况,在2010年9月6日编制的锦界煤矿3-1煤开采防沙、防水煤岩柱界线图的基础上,对二盘区3-1煤上覆基岩等厚线图及防沙、防水煤岩柱界线进行了局部修改。见锦界煤矿3-1煤开采防沙、防水煤岩柱界线图。

(三)充水强度分析。工作面充水强度主要决定于所揭露的含水层富水性。充水量一般是由大渐渐变小,其历时受充水水源的储水量大小控制。当揭露至风化岩时水量较大,而揭露至正常基岩时,充水量较小。

三、盘区工作面涌水量预算

(一)计算条件分析

1.煤系岩层为含水微弱岩层,对工作面涌水影响微小,计算工作面涌水量时不作考虑。

2.不考虑意外性的大裂隙沟通地表水所造成的突水,仅以正常导水裂隙导通直罗组风化岩含水层形成的地下水渗流场为模式。

3.二盘区在编写本总结时31201面、31202面、31203面已采掘完,分别对这三个工作面的疏放水涌水量及工作面回采时涌水量数据进行了统计,从涌水量变化的趋势及二盘区生产能力已基本稳定的情况分析,二盘区工作面涌水量高峰期已过,并在今后将处于缓慢平稳下降的趋势。

4.二盘区31204面在编写本总结时已回采961m,只按目前工作面平均涌水量预计。

5.31205面在编写本总结时正在进行疏放水工作,正处于富水阶段,按相邻31204工作面的涌水量资料,结合地表水文观测孔内含水层水位的变化,预计工作面最大涌水量和正常涌水量。

(二)涌水量预算二盘区在编写本总结时31201面、31202面、31203面已采掘完,分别对这三个工作面的疏放水涌水量及工作面回采时涌水量的数据进行了统计分析,并作出了三个面的最大涌水量和正常涌水量变化的趋势线,根据趋势线得出了31204、31205、31206工作面的的最大涌水量和正常涌水量的初步分

1.31204工作面涌水量预计截至编写本总结时,31204工作面已回采961m,剩余3628m。该工作面初采期涌水量平均134m3/h,最大涌水量达到208m3/h。预计31204工作面剩余回采段正常涌水量为280m3/h,最大涌水量360m3/h。

2.31205工作面涌水量预计截至编写本总结时,31205工作面正在疏放水工作。该工作面疏放水初期涌水量最大达到755m3/h,平均612.5m3/h。现正处于此工作面疏放水涌水量的高峰。预计31205工作面回采时正常涌水量为210m3/h,最大涌水量270m3/h。

3.预计31206工作面回采时正常涌水量为160m3/h,最大涌水量210m3/h。

4.二盘区31204、31205、31206设计工作面涌水量计算预计

4.1计算参数的确定

4.1.1二盘区31204、31205、31206工作面3-1煤层正常基岩平均厚30m,岩性主要为粉细砂岩。含水性弱,对工作面涌水量影响甚微,不参与涌水量计算。

4.1.2直罗组风化基岩是工作面直接充水水源。该含水层厚40-75m,考虑工作面疏放水后含水层厚度减小,取20m。

4.1.3直罗组风化基岩含水层给水度取0.05。

4.1.4直罗组风化基岩(J2z)孔隙裂隙承压水计算参数按以往钻孔抽水试验成果,渗透系数取0.48m/d。

4.1.531204、31205、31206工作面老顶初次垮落步距按60m计算,工作面顶板正常垮落步距按15m计算。

4.2正常涌水量预计计算公式利用锦界煤矿已采工作面的涌水量观测数据,采用“水文地质条件比拟法”进行工作面正常涌水量预计。

4.3工作面最大涌水量预计工作面最大涌水量预计松散孔隙潜水含水层采用“垮落法”计算公式,基岩裂隙承压含水层采用“大井法”计算公式;工作面正常涌水量松散孔隙潜水含水层与基岩裂隙承压含水层采用“积水廊道法”计算公式。松散孔隙含水层计算参数(渗透系数、影响半径等)采用J1113、J911、J706钻孔抽水试验所取得的数据,基岩裂隙承压含水层采用井田精查地质报告提供的数据,计算结果可以作为矿井防治水工作的技术技术依据。

水文地质论文范文第7篇

(1)水透性

该性质指流水在重力影响下对岩石的穿透能力。岩土层渗透能力的强弱主要和岩土层大大小小的缝隙相关。越松散的岩土层缝隙越多越大,所以水透性比较强。坚硬的岩土层通常缝隙很少,所以水透性通常很差。

(2)持水性

该性质强调在分子层面上,岩土层的颗粒和分子依靠分子力和万有引力能够在重力影响下保持水分子能力的强弱。

(3)给水性

该性质同样受重力影响,指在重力影响下水含量很大的岩土层能够从缝隙中释放的水量大小,称为给水度。给水度是水文地质中非常重要的参数和性质,该性质不单单对土地的疏干时间长短有较大影响,还很大程度上决定了基坑的涌水量。

(4)胀缩性

该性质指岩土层在试水或者得水之后体积变化的特性,该特性是诱发裂缝和基坑的主要因素。

(5)崩解性

该性质指岩土在被水侵蚀以后,岩土颗粒的分子之间作用力遭到破坏,连接性变差,岩土主体崩坏阶梯,使岩土层的强度变差。

二、水文地质的重要性凸显

1水动压的强大破坏力

地下水动压对岩土层勘察有很大的影响,这种影响在自然情况下很难发生,通常受到人为因素影响,而起因往往是地下水的平衡遭到破坏,地下水的平衡遭到破坏以后会不正常流动,从而产生较大的水动压,阻碍勘查工作的正常运行,严重的甚至会影响地表或者爆发大自然的愤怒,严重威胁工作人员的生命安全。

2水位对工作的影响

地下水位在自然条件下一年间也会有很大的波动,地下水在正常的时候受到季节、降雨量的影响,会周期性的区域性的渐变,但是变化幅度不是很明显。但是人为因素对地下水位的影响往往很大,这种影响在小范围内出现的几率比较高,而且其影响和危害也是非常大的。

(1)水位上升

水位上升通常受到很多不同因素的影响,这些因素包括地质因素、水文气象因素、人为因素等。详细来说,地质因素主要包括区域岩石的整体性质、地下含水层的总体结构等,水文气象因素包括温度、降水量大小等等,而人为因素则包括灌溉、开垦农田等等很多。这些因素在影响地下水位的时候效果往往是有叠加性质的。地下水位上升的时候,岩土层会被流动的地下水所侵蚀从而结构变得松散,岩土层整体的结构也会遭到不同程度的破坏,强度和稳定性等性质自然而然变差,致使岩土层比较容易发生滑坡等现象,影响勘查作业。另一方面,地下水还原到以前的水位后,已经被侵蚀过的岩体暴漏出来,但是其强度、结构和承重能力都已经遭到破坏,这种破坏并不容易复原。水位上升还会是水动压力变大,在地表反映出不利于人勘查工作进行的现象如小规模的自然灾害等。在人类建筑上,水位上升的影响表现得尤为明显,较高的楼盘都需要非常稳定的地基,而地下水位的上升会极大损害地基的稳定性,地基受到影响还会使强度变差,地面建筑的承重能力变差。而且尤其需要注意的是,无论什么特性的岩土层都会受到上升的水位的影响从而破坏其原来的强度和稳定性,对地表建筑的地基都会有很大的影响,所以不能在地下水位的关注上掉以轻心。严重的时候,地基会遭到毁灭性的侵蚀,而地表建筑则会崩塌。

(2)水位下降

和水位上升相比,水位下降同样会影响到岩土的勘查工作,而严重的时候水位下降会比水位上升更糟糕,因为水位下降不仅仅会威胁到地面的整体平整性和安全性,严重的还会引发水质恶化或者地下水枯竭的严重自然生态问题,这时影响的就不仅仅是人类的勘查工作了,还会影响到人类自身的生命安全问题。随着城市的大规模建设,地下水经过肆无忌惮的抽取,地下水位不可避免的下降,所以很多城市低下都有岩土层结构遭到破坏的情况,岩土层中的岩土颗粒黏连性变差,岩土层接近地表的部分不能支撑过大的重量而出现一定规模的崩塌现象,建筑物的地基也会随之遭到破坏,威胁到城市中常住居民的安全问题。从另一个角度讲,地下水位的下降会导致某些矿床枯干,地下水的恢复能力变差,大量的抽取会导致某些有害物质侵蚀水质,使只受到严重污染。

(3)水位多变的影响

而岩土层在多次遭受地下水位涨涨落落的不同影响后,胀缩性较为明显的岩土结构会经过多次膨胀收缩的影响,使之出现很多不正常不规则的膨胀收缩变形,这些变形如果幅度较大的话甚至会影响到地表的完整性,使之出现开裂等问题。而且,地下水频繁的升降同样会导致水动压的不正常,地下水失去平衡状态,水体流动速度变快,从而影响到整个岩土层的稳定性和结构。

三、水文地质的评估

工作水文地质的评估主要注重三个方面。第一,要确定在充分了解了地下水的种种特点情况的基础上,再通过计算来确定在施工时是否能够影响地下水的自然状态,所以,在施工的时候要能充分的评估地下水现有情况对地表建筑和地基等潜在的影响和威胁。第二,在预测水文地质可能出现的情况时,应以地下水对工程的影响与作用为基础,考虑在不同的条件应下着重评价的问题,实际的评价要以地下水分布情况、活动情况以及水的特点进行分析,在这过程中结合当地岩土结构和地层结构的实际状况,充分考虑不同的形态对工程带来的影响,针对存在的问题找出解决方案。第三,在勘察过程中,如若缺少相关的资料,应组织专业的水质研究人员对水质情况进行调查,务必在施工现场测出相关的参数,保证工程在资料健全的情况下能够安全的高效的有序进行。

水文地质论文范文第8篇

1受采掘破坏或影响的含水层

1.1大井受采掘破坏或影响的含水层

四含:补给条件较差,q91=0.0005943(22B4孔)~0.4025(4-54孔)L/s•m,富水性弱—中等。煤系砂岩裂隙水:补给条件差,以净储量为主,q91=0.00044(南6B2孔)~0.06004(4-518孔)L/s•m,富水性弱。太灰岩溶含水层:其补给条件差,补给水源不充沛,q91=0.00033(南2B5孔)~0.2477(设4孔)L/s•m,富水性弱—中等。

1.2西部井受采掘破坏或影响的含水层

四含:补给条件较差,据09-S1和06-观1孔抽水资料q=0.0064~0.008L/s•m,富水性弱。煤系砂岩裂隙水:补给条件差,以净储量为主,据南6B2孔抽水资料,q91=0.00044L/s•m,富水性弱。太灰岩溶含水层:其补给条件差,补给水源不充沛,据南26B5和设4孔抽水资料,q91=0.00033~0.2477L/s•m,富水性弱—中等。

2矿井及周边老空水

本矿大井和西部井均有老空水分布。大井3个采区共有9处积水,积水面积6491m2,积水量5227m3。西部井13采区共有10处积水,积水面积49075m2,积水量59625m3。相邻煤矿有童亭煤矿、临涣煤矿、青东煤矿,均为大型生产矿井,无古井、小窑,有一定的采空区积水存在,积水位置、范围、积水量一般比较清楚,且有边界煤柱或断层防水煤柱的存在,不会对本矿造成大的影响。

3矿井涌水量

1988年1月~2013年12月实测大井矿井涌水量250~531.4m3/h,1992~2013年12月平均涌水量374.5m3/h。2010年1月至2013年12月,实测西部井矿井涌水量8.2~16.6m3/h,平均14m3/h。近3年矿井实测涌水量平均值381.6m3/h,最大涌水量395.6m3/h。

4突水量

据不完全统计,1980~2012年共发生突水46次。除745工作面离层积水瞬间溃水量为3887m3/h外,其余突水量0.3~211m3/h。2009年以来,矿井大于10m3/h的突4次,最大突水量25m3/h,均为砂岩水。

5开采受水害影响程度

虽然745工作面离层积水瞬间溃水量较大,但经过745工作面的水害查治,海孜煤矿对离层积水水害的治理已经形成一套完整的治理方案,效果良好;因此矿井采掘工程和安全生产受中煤组顶板离层水害威胁,但不威胁矿井安全。总体来看,矿井偶有突水,但突水量一般较小,采掘工程受水害影响,但不威胁矿井安全。

二矿井防治水工作难易程度

1大井防治水工作难易程度

大井防治水有一定的工程量,但各类水害的防治均形成一套完善的方案,防治水工作易于进行,这在745工作面查治和762工作面防治水中都有所体现。大井防治水工作难易程度属中等类型。

2西部井防治水工作难易程度

西部井自投产以来发生突水一次,水量为5.0m3/h“,四含”及煤系地层裂隙水对矿井安全生产威胁小,太原组灰岩富水性弱到中等,防治水工作简单或易于进行,属中等型。

三原水文地质类型划分情况及采探对比分析

1原水文地质类型划情况

原水文地质类型划分报告,是最近一次也是第一次划分报告,由海孜煤电公司在2010年6月编制。根据《煤矿防治水规定》表2-1的规定,将海孜煤电公司大井水文地质类型划分为极复杂型(主要考虑到745离层积水溃水3887m3/h),西部井水文地质类型划分为中等型。

2采探对比分析

通过3年来的开采,受采掘破坏或影响的含水层性质及补给条件、富水性没有改变。采空区及其积水量有所增加。大井矿井涌水量由360m3/h增加到390m3/h左右,现已基本稳定;西部井矿井涌水量略有增加,但仍较小,在15m3/h左右。全矿井增加了5次突水,除1次K3砂岩出水外,均为3煤顶板砂岩水,最大25m3/h。整体来看,矿井偶有突水,采掘工程受水害影响,但不威胁矿井安全;防治水工作简单或易于进行。海孜煤矿历年生产都做了大量水文地质工作,并开展了科学研究,实施了工程钻孔,找出了离层积水的原因,提出了可靠的离层积水防治方案和措施。实践证明745工作面顶板离层积水的查治工作是非常成功的,844、845、846和762等4个工作面开展了相应的成功治理。工程实践证明防治水效果可靠,矿井主要水害已由离层积水转为灰岩水。海孜煤矿下一步仍将继续开展防冲击、离层积水、煤与瓦斯突出等的一体化治理。可见原报告中大井水文地质类型划分为极复杂型对现有开采现状来说有点偏高,而西部井水文地质类型划分为中等型是合适的。

四矿井水文地质类型的划分

通过对海孜煤矿主采煤层开采过程中,受采掘破坏或影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量、突水量,开采受水害影响程度和防治水工作难易程度的系统分析和总结,并根据《煤矿防治水规定》(国家安全生产监督管理总局令第28号)表2-1的规定,综合评价本矿大井矿井水文地质类型属中等、西部井矿井水文地质类型属中等、海孜煤矿矿井水文地质类型属中等。

五结束语

矿井水文地质类型划分是必要的,也是必须的。通过海孜煤矿矿井水文地质类型的划分,使我们有2点认识:一是改变惯性思维(生产矿井水文地质类型只会变的越来越复杂),矿井水文地质类型极复杂的矿井也可以变为相对简单的矿井;二是在煤矿防治水规定的基础上增加了探采对比章节,能够更直接反映矿井水文地质条件的变化,使得矿井水文地质类型划分准确,更好地为煤矿安全生产服务。

水文地质论文范文第9篇

水岩化学作用过程的化学机理主要是指地下水和岩石之间发生的各种化学反应,如溶解作用,水合作用,水解作用,酸性腐蚀等,下面就这些影响因素进行详细论述。

1.1溶解作用在长时间的地下水和岩石的接触过程中,在岩石中存在的一些钠、钾等离子以及一些含酸的盐类可以直接溶于地下水,随着时间的积累,这些含有了腐蚀性物质的水会对岩石的结构造成不利的影响。而且,由于在岩石内部,尤其是那些颗粒之间都不可避免的存在大量的裂纹,然而存在于岩石空隙中的不同溶液可以逐渐渗透到岩石的颗粒中,并发生不同的化学反应。除此之外,在水溶液中含有的二氧化碳等气体也会对岩石的溶解产生不利的影响。同时,岩石的组成成分以及岩石所处的温度和湿度条件的变化都会对岩石的溶解造成不同程度的影响。

1.2水解作用由于在地下水中存在有大量的氢离子和氢氧根离子,因此使地下水成为了具有极强腐蚀性的溶液,正是由于这两种离子的存在,很容易使弱酸或是弱碱的盐类矿物质发生解离,解离物可以和水中的这两种离子结合生成新的物质,使岩石原有的结构和成分发生变化。岩石的水解作用是普遍存在的一种水岩化学作用。而且,随着水解过程的不断进行,会产生大量的粘土物质,进而对斜坡的稳定性造成不利影响。

1.3氧化还原作用由于地下水也存在一定的流动性,使得地下水中含有一定量的游离氧。而氧化作用发生的先决条件就是存在有游离的氧离子。因此,水岩作用过程通常发生在地下水面以上的地表岩层,而在游离氧较少的地区,主要发生还原反应。

1.4离子交换作用由于在地下水溶液中存在有多种的阴离子和阳离子,在这些离子中那些结合能力强的离子可以将岩石中含有的一些离子置换出来,进而产生新的物质。最为常见的是,水中含有的氢离子可以将岩石中含有的钾离子和钠离子置换出来,进而导致岩石的溶解。地下水和岩石之间的水化作用严重破坏了岩石的结构,并降低了岩石的强度。1.5其他因素这些因素主要包括酸性腐蚀和化学沉淀等。所谓酸性腐蚀就是在水中含有的酸性物质对岩石的腐蚀作用,其主要是含有的弱酸性盐类物质导致的岩石的溶解。而所谓的化学沉淀则是指因为水分的蒸发和伴随着温度的变化,使某些物质从岩石中脱落,破坏岩石结构的稳定性。除此之外,化学沉淀也是导致矿床形成的一个关键性因素。

2水岩化学作用与斜坡水文地质之间的联系

2.1水岩化学作用和斜坡风化分带之间的关系在气候湿热等地区,水岩化学作用会严重影响斜坡的演化过程。我们知道土壤层和落叶层是组成土层的两个重要部分,但是在实际条件下,在土壤层的下层还有一层由氧化物质和粘土物质等成分组成的残坡积层。而水岩化学作用是土层形成的关键。经过漫长时间的转化,腐岩带可以形成土层,而腐岩带则是由风化岩带逐渐形成的,风化岩带的主要特征是含有众多的核心石。风化岩带出现的高度非均匀质的特性,使得岩石的结构变得不稳定,而导致这一现象出现的重要因素就是水岩化学作用。

2.2地下水的含量与分布与斜坡水文地质之间的关系地下水在诱发斜坡岩体演化过程的同时,也会影响地下水本身的含量和分布发生相应的变化。例如,在温湿气候的区域,斜坡演化过程更容易受到地下水分布和含量变化的影响,尤其是在含有丰富土层粘土矿物的地区,由于地下水位的升高,会导致粘土物质向下的迁移。同时,当地下水中含有丰富的有机质时,粘土物质可以扩散到水中并随着水流发生相应的移动。这些看似细微的变化,随着时间会逐渐的积累,最终严重影响到斜坡水文地质结构的稳定性。

3水岩化学作用对斜坡失稳的控制

3.1水岩化学作用下岩质斜坡演化过程在未发生水岩化学作用之前,岩体会产生不同的结构面,一是原生结构面(在岩体形成过程中逐渐形成的),主要包括流动面、不整合面等。二是在岩体形成后产生的构造结构面,包括节理面等。三是风化裂隙面等(在外应力作用下产生)。在岩体水化过程中,结构面首先形成腐蚀带。随着反应的不断进行,在经过较长时间后,岩石中的岩块之间逐渐失去联系。其演化过程中可以总结为:表层岩石变为土壤,并和外来物质形成土壤带;腐蚀带的形成;随着风化程度的加深,岩土斜坡逐渐形成由不同厚度土层组成的土质斜坡。

3.2水岩化学作用对斜坡岩石结构的影响水岩化学作用会导致岩石出现风化现象,进而造成粘土物质大量出现在暴露的地壳中。但是,斜坡中的粘土物质的来源主要是三大岩类的次生变化和沉积岩。在斜坡中所含有的粘土物质会促进斜坡的演化,尤其是当粘土物质留在原地时,会直接导致岩石结构面发生变化。而当斜坡发生蠕变时,会导致岩石整体质量以及稳定性的严重降低,但是这却会导致坡体空隙度和吸收降水能力的升高,进而导致斜坡地下水径流加剧,这样不仅会促进既有粘土矿物的迁移,而且会促进次生粘土矿物的形成。而在斜坡中形成粘土矿物的水岩化学作用是不对称的,这样会加剧对斜坡岩石结构稳定性的破坏。

水文地质论文范文第10篇

1地层的富水性

1.1第四系松散层孔隙

含水层(Q)以冲积层、洪积层和残坡积层为主,以砾石、砂、砂土及粘土组成,残坡积层一般不含水,冲、洪积层含孔隙水,透水性较好,为当地居民主要生活水源之一,调查民井92处,水位随季节性变化明显,水质为HCO3-Ca型,pH值7.41,总矿化度238.7mg/L,为弱富水性的孔隙含水层。

1.2白垩系弱富水性的裂隙

含水层(K)以红色砂岩、砂质泥岩为主,底部为钙质胶结的砾岩层。表层强风化层中广含孔隙裂隙水,为当地居民主要生活水源之一,调查民井115处,水位随季节性变化明显,地表泉流量0.06~1.2L/s,岩芯中裂隙不发育,砾岩中偶见溶洞,多数被充填。钻孔抽水试验单位涌水量q=0.49~0.00648L/(s•m)(见表1),水位标高71.17~34.45m,水质为HCO3-Ca型,pH值7.45~7.52。

1.3三叠系下统大冶组弱富水性的裂隙

含水层(T1d)主要由泥质灰岩和灰岩组成,裂隙较发育,裂隙宽0.5~2mm,小溶洞较多,但大多被方解石脉充填。地表民井分布较少,共调查民井10处。据抽水试验资料,单位涌水量为q=0.000061~0.00476L/(m•s)(见表2),水位标高30.38~-516m,水质为HCO3-Ca型,pH值7.51。

1.4二叠系上统长兴组弱富水性的裂隙

含水层(P2c)由硅质灰岩、硅质泥岩和硅质岩组成,节理裂隙发育,岩层破碎,采取率较低;裂隙及小溶隙(洞)发育,局部有石英脉和方解石脉充填,地表仅北翼部分出露,井泉出露少。据抽水试验资料,单位涌水量q=0.013~0.00067L/(s•m)。含水性不均一,水质为HCO3-Ca型,pH值7.45。

1.5二叠系下统茅口组中—强富水性岩溶裂隙

含水层(P1m)浅灰色、灰色细—粗粒结晶石灰岩组成,地表基岩出露很少,多为粘土覆盖。据详查区西面《列家桥井田地质勘探报告》水5孔抽水试验资料和本次勘查抽水试验资料,北翼单位涌水量q=195~0.361L/(s•m),南翼单位涌水量q=0.0107~0.00172L/(s•m),水质为HCO3-Ca型,pH值7.58,北翼为强富水性岩溶裂隙含水层,南翼为中等富水性的岩溶裂隙含水层。

2断层裂隙带的水文地质特征

井田内没有发现大的断层,只是在钻孔1701、1807和2203孔中揭露发现3条小的隐伏断层,造成煤系地层的部分断失,根据水文地质观测及钻探资料分析,断层带两盘地层一般泥质含量较高,为隔水层或弱含水层,断层破碎带多为泥质胶结或充填,钻探过程中一般没有漏水或涌水现象,由此可见,断层带含、导水性均较弱。

3岩溶发育特征

井田内二叠系下统茅口组(P1m)为浅灰色、灰色细—粗粒结晶石灰岩,地表基岩出露很少,多为粘土覆盖,钻孔揭露土层20~60m。区内向斜南北两翼岩溶及裂隙发育程度有差异,北翼地层受强烈的构造运动,地层产状陡,岩层破碎,有利于地下水的补、径、排,裂隙岩溶较发育;而南翼隐伏于白垩系红层之下,补给条件较差,岩溶发育程度相对较弱。发现岩溶形态以小的溶孔及溶蚀裂隙为主,没有见大的溶洞,溶蚀空间多被方解石充填。据本次勘探钻孔资料分析,岩溶发育在-280m以上较好,-280m以下岩溶发育程度相对较差。

4地下水的补给,径流和排泄条件

井田北翼地层甚陡,南翼平缓。北部出露地层大部分为大冶组、长兴组和龙潭组,茅口组除4~15线之间外都被安源组覆盖,茅口组灰岩地表均为风化形成的粘土层,南翼大冶组、长兴组和龙潭组被白垩系红层覆盖,地下水通过岩层裂隙接受大气降雨补给之后,其径流、排泄主要受微地貌控制,一部分沿裂隙向下径流,一部分在沟谷及低洼地带以井泉的形式排泄。

5矿井充水因素分析

5.1直接充水含水层对矿井充水的影响

矿井开采的顶板充水含水层为长兴组硅质灰岩,于地表露头及浅部风化带、构造带裂隙发育,含强富水性裂隙岩溶水,深部则含水性减弱,其底部钙质泥岩为隔水层,长兴组含水层与上覆大冶组含水层除因断层切割局部有微弱联系外,一般无水力联系,龙潭组砂岩含水性较弱,对矿井充水影响较小。底板直接充水含水层为茅口组灰岩,含强富水性岩溶裂隙水,直接与2煤层接触(2煤层下部0~16.55m的泥岩基本不具隔水作用),对矿井充水影响极大。

5.2大气降水及老窑水对矿井充水的影响

区矿井主要充水因素为大气降水及老窑水。区内北翼老窑开采历史悠久,现都已坍塌废弃,直接受降水补给,是降水补给和渗漏矿井的良好途径,故浅部矿井充水与大气降水关系密切。

6矿井涌水量预算资料分析

茅口组灰岩的富水性南北两翼存在差异,北翼富水性比南翼好,根据矿床水文地质条件及其矿坑充水因素分析,依据抽水试验资料,选择地下水动力学法之大井法计算,南北两翼分别预算前期开采-500m水平末期涌水量,计算预测-500m水平开采末期正常涌水量为:北翼正常涌水量560m3/h,最大涌水量1120m3/h,南翼正常涌水量90m3/h,最大涌水量180m3/h,以上均不包括老窑、断层、岩溶等突水时的瞬时溃入量。

二结束语

井田下二叠系茅口灰岩岩溶裂隙发育较强,位于主要可采煤层2煤层之下,与2煤层之间只有厚0~16.55m的泥岩,该泥岩不能起到良好的隔水作用,井田属于底板充水的以溶洞为主的岩溶充水矿床,井田整体水文地质条件属于复杂类型。今后矿山建井和开采过程中,必须进行专门的水文地质勘查工作,配备专门的水文地质工作人员,系统收集水文资料,进一步查明二叠系下统茅口组灰岩的岩溶发育规律、断层的富水导水特征及区段的水文地质条件,及时调整矿井涌水量的预算,为矿山开采提供可靠的水文地质资料。

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