礦井突水模擬及機(jī)理分析研究

前言

煤礦水害問題不僅嚴(yán)重影響礦山的正常生產(chǎn)，危及從業(yè)人員的人身安全，而且還對(duì)礦山所在地的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此，煤礦水害的治理和研究、恢復(fù)生態(tài)、水資源的合理利用課題，一直是生產(chǎn)單位和科研機(jī)構(gòu)關(guān)注的重點(diǎn)，也是多年來的難點(diǎn)問題。河南省義馬煤業(yè)集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱義煤集團(tuán)）下屬的石壕煤礦位于陜縣觀音堂鎮(zhèn)境內(nèi)，1984年年底建成投產(chǎn)，年產(chǎn)煤70余萬t。在煤礦開采過程中，多次出現(xiàn)突水事故，雖然沒有造成大的人員傷亡事故，但也極大影響了生產(chǎn)的順利進(jìn)行；而且隨著開采范圍和開采深度的擴(kuò)大，各種生態(tài)環(huán)境問題開始出現(xiàn)，如地下水位持續(xù)下降、泉水枯竭、土地退化等。河南省地質(zhì)測(cè)繪總院于2006年承擔(dān)“義馬煤業(yè)集團(tuán)石壕煤礦水害防治及地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)工程”項(xiàng)目（財(cái)建[2005]785號(hào)），該項(xiàng)目為2005年度中央財(cái)政環(huán)境類項(xiàng)目。在河南省地質(zhì)測(cè)繪總院、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）環(huán)境學(xué)院的共同努力下，在義煤集團(tuán)石壕煤礦的大力配合下，項(xiàng)目于2007年11月圓滿完成。本書是其中的子課題。本書較系統(tǒng)地研究了石壕地區(qū)的水文地質(zhì)情況，分類研究了煤礦的突水情況，運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種方法相結(jié)合判別了突水水源，并對(duì)充水途徑進(jìn)行了論證。本書的研究重點(diǎn)在于對(duì)煤礦突水機(jī)理的分析，運(yùn)用MODFLOW軟件模擬突水過程。研究認(rèn)為，南于煤層的采動(dòng)，導(dǎo)致煤層頂?shù)装鍘r體的應(yīng)力發(fā)生變化，使得巖體破壞產(chǎn)生裂隙，下部承壓水在裂隙中與巖石發(fā)生水巖相互作用，引起裂隙的進(jìn)一步擴(kuò)大或者斷層的活化，當(dāng)水壓大于隔水層的強(qiáng)度時(shí)就會(huì)發(fā)生底板突水。

內(nèi)容概要

　　《礦井突水模擬及機(jī)理分析研究》較系統(tǒng)地研究了石壕地區(qū)的水文地質(zhì)情況，分類研究了煤礦的突水情況，運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種方法相結(jié)合判別了突水水源，并對(duì)充水途徑進(jìn)行了論證?！兜V井突水模擬及機(jī)理分析研究》的研究重點(diǎn)在于煤礦突水機(jī)理的分析，運(yùn)用MODFLOW軟件模擬突水過程。煤礦水害問題不僅嚴(yán)重影響礦山的正常生產(chǎn)，危及從業(yè)人員的人身安全，而且還對(duì)礦山所在地的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此，煤礦水害的治理和研究、恢復(fù)生態(tài)、水資源的合理利用課題，一直是生產(chǎn)單位和科研機(jī)構(gòu)關(guān)注的重點(diǎn)，也是多年來的難點(diǎn)問題?！　　兜V井突水模擬及機(jī)理分析研究》可供礦山生產(chǎn)安全技術(shù)管理人員、地質(zhì)環(huán)境研究及治理人員、高等院校相關(guān)專業(yè)師生閱讀參考。

書籍目錄

前言第一章 緒論第一節(jié) 項(xiàng)目來源及目的和任務(wù)第二節(jié) 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀第三節(jié) 研究?jī)?nèi)容和研究方法第二章 礦區(qū)的地質(zhì)概況第一節(jié) 礦區(qū)的自然地理及經(jīng)濟(jì)概況第二節(jié) 煤礦概況第三節(jié) 礦區(qū)的地質(zhì)條件第四節(jié) 礦區(qū)的水文地質(zhì)條件第五節(jié) 礦區(qū)的工程地質(zhì)條件第三章 礦井充水條件分析第一節(jié) 煤礦的開采情況第二節(jié) 煤礦的突水概況第三節(jié) 煤礦的突水原因分析第四節(jié) 煤礦的充水條件分析第五節(jié) 煤礦的突水類型第六節(jié) 煤礦的突水水源判別第四章 礦坑涌水量的預(yù)測(cè)第一節(jié) 水文地質(zhì)比擬法第二節(jié) 解析法第三節(jié) 數(shù)值法第四節(jié) 本章小結(jié)第五章 煤礦的突水機(jī)理分析第一節(jié) 影響突水的因素分析第二節(jié) 巖體力學(xué)特征分析第三節(jié) 煤層突水機(jī)理分析第六章 煤礦突水的預(yù)測(cè)及防治第一節(jié) 煤礦突水預(yù)測(cè)第二節(jié) 煤礦突水的預(yù)防措施第七章 結(jié)論及建議參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第二節(jié) 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀礦井水文地質(zhì)工作直接影響到煤礦的安全，尤其是礦井水害對(duì)煤礦生產(chǎn)影響極大，礦井突水事故對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成了極大的損害，而且隨著開采水平的延伸和開采范圍的擴(kuò)大，這種威脅越來越嚴(yán)重，特別是在水文地質(zhì)條件復(fù)雜、水壓較高的礦井，受到了底板奧灰?guī)r溶承壓水的嚴(yán)重威脅。查清礦井水文地質(zhì)條件、研究礦井突水機(jī)理、進(jìn)行底板突水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)研究、采取有效的手段、確保礦井安全生產(chǎn)，有著重大的理論和實(shí)際意義。礦井水害是制約煤礦安全生產(chǎn)的重要因素。中國(guó)煤礦水害事故類型主要有：地表水體水害事故，占中國(guó)煤礦突水事故的4.9％；沖積層水水害事故，占1.4％；砂巖類含水層水害事故，占1.4％；灰?guī)r類巖溶水水害事故，占92.3％?？梢?，防治灰?guī)r巖溶類突水是礦井水害工作的重點(diǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1956－2003年全國(guó)發(fā)生突水1 660多次，造成淹井災(zāi)害229次，1 000多人喪生，經(jīng)濟(jì)損失100多億元，而且隨著開采水平的延伸和開采范圍的擴(kuò)大，這種威脅越來越嚴(yán)重。因此，如何將這些煤礦從承壓水上解放出來，實(shí)現(xiàn)安全、高產(chǎn)、高效，一直是中國(guó)煤炭行業(yè)的主要攻關(guān)課題之一。長(zhǎng)期以來，對(duì)受奧灰承壓水威脅的煤層，主要采用兩種采煤方法，一是深降強(qiáng)排，二是帶壓開采。深降強(qiáng)排能根除水患、確保安全，但也存在一些問題：①疏水工程投資大，耗電量大，造成開采成本增高；②強(qiáng)排會(huì)引起地下水位大幅度下降，對(duì)地面和環(huán)境造成極大破壞；③當(dāng)奧灰水水量豐富，補(bǔ)給水源充足時(shí)，強(qiáng)排難以達(dá)到效果。而帶壓開采不僅成本低，對(duì)環(huán)境的危害也小，是開采受水威脅煤層的主要方法。

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《礦井突水模擬及機(jī)理分析研究》由黃河水利出版社出版。

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