巨厚松散层下煤层开采的抗渗透性破坏和煤柱安全性研究——以口孜东矿为例     

丁甲  董东林  胡志强  张陇强  张百伟 《工程地质学报》2021,29(4):1071-1083

随着深部煤炭资源的枯竭,浅部煤层上巨厚松散层水体成为淮南矿区不可忽视的安全隐患,预留煤柱的安全性评价显得尤为重要。本文以口孜东井田为例,通过全面系统地收集整理口孜东矿近年来井上、下补充探查、矿井水动态长期观测、井下采掘工程揭露的地质和水文地质资料,通过数值模拟和理论分析方法得出以下几点认识。(1)以矿区经典块段的钻孔柱状图为依据,建立基于FLAC3D的力学模型,按步长模拟工作面回采,通过观察分析位移云图、最大主应力图、塑性破坏图来认识开采覆岩破坏规律并分析导水裂隙带高度约为56.6 m,导水裂隙带无法发育至含水层高度;(2)根据口孜东矿的水文地质资料,建立基于GMS(Groundwater Modeling System)的水文地质模型,采动引起的覆岩弯曲变形导致了其垂向渗透系数和水力梯度发生变化,将FLAC3D中采动对模型产生的应力影响作为依据,将应力大小转化为弯曲带的垂向渗透系数作为变量在GMS模型中体现出来,校核模型准确性并观察开采前后的渗流场变化,发现渗流场产生的变化非常微小,也保证了留设煤柱的安全性;(3)分析涌水溃砂的控制因素,结合矿区抽水试验数据,利用计算机建立迭代计算程序,计算四含与红层的临界水力梯度分别为J_cr四含=1.66、J_cr红层=1.62,得出各个点位的临界水头高度取值范围在10~25 m之间,远低于实际水头值,从抗渗透性破坏方面评价了煤柱的安全性。目前在含水层下开采煤层时防水煤柱的留设依据主要是采高、煤层倾角、顶板岩性及其力学性质等因素,而未考虑含水层的水理性质及其在渗流场发生变化后的改变,亦未考虑基岩风化层的上述性质,本文通过对巨厚松散层下开采的覆岩破坏规律、含水层渗流场变化及抗渗透性破坏的联合研究,为评价煤柱的安全性提供了科学的方法和依据。  相似文献   

基于生态圈层结构稳定的地下水位计算与调控   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

汪勇  陈敏建  赵勇  闫龙  邓伟  王庆明 《水科学进展》2021,32(4):597-607

干旱区绿洲灌区水资源集中开发使用,改变了地下水潜流场分布,造成了盐渍化和荒漠化并存的生态问题,严重威胁着绿洲的生态安全。以生态圈层结构理论为基础,深化研究潜水影响层概念内涵,构建干旱平原区潜水蒸发概念性模型,以黑河罗城灌区为例,从机理上揭示干旱区荒漠化与盐渍化的地下水埋深条件并进行定量计算与调控,主要成果如下:①描述了造成内陆河干旱区绿洲内部盐渍化和过渡带荒漠化的潜水蒸发运移规律,利用潜水影响层定义了盐渍化与荒漠化地下水临界埋深,并进行了定量计算,得到罗城灌区绿洲内部次生盐渍化的地下水临界埋深为1.3~1.5 m,过渡带荒漠化地下水临界埋深为8~13 m;②讨论了潜水影响层厚度定量公式中关键参数土壤当量孔径和液体表面张力在不同生态问题中的合理取值;③提出一种协同缓解干旱区盐渍化和荒漠化的地下水位调控方案,实现改善灌区内部盐渍化、控制过渡带荒漠化和水资源高效利用等多个目标。  相似文献   

定量研究雅安地形坡向坡度对降水分布的影响     

周学云  高文良  吴亚平  钱正迪  邱双 《气象科学》2019,39(3):322-335

利用四川省雅安市30 m分辨率基础高程数据,提取栅格的坡向和坡度参数,将雅安307个区域自动站在2017年汛期(6—9月)共50次的降水天气个例,分为16次大尺度降水和34次中小尺度降水,使用对应时次的欧洲中心细网格0.25°×0.25°再分析风场资料,根据不同的站点地形高度将风场合成平均风场,和各站点地形的坡向和坡度计算出其动力抬升作用,同时使用当天日照和天文太阳辐射值来计算地形的热力抬升作用,与对应降水过程的降水分布进行多元线性回归,根据回归的标准系数的大小确定各自变量对降水分布的影响,得出以下结论:(1)中小尺度降水中,地形的热力抬升作用对降水分布的影响作用最大,其次是海拔高度,地形的动力抬升作用在三者中对降水分布的影响最小;(2)在大尺度降水中刚好相反,地形的动力抬升对降水的分布影响作用最大,海拔次之,热力抬升作用在三者中影响作用最小;(3)日降水量最大值的站点海拔高度基本位于1 000 m左右,与抬升凝结高度对应较好;(4)从长期的统计来看,地形的动力作用和地表的植被情况对降水分布的影响最大。在实际预报工作用,根据不同的降水类型,关注不同的动力和热力作用对于判断降水分布大值区的位置有较好的参考作用。  相似文献   

我国中东部平原地区临界气温条件下降水相态判别分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈双  谌芸  何立富  郭云谦 《气象》2019,45(8):1037-1051

基于2001—2013年地面观测和探空资料,对地面气温位于0～2℃(以下称临界气温)我国降雪的时空分布及其与降雨的垂直热力特征进行了研究,引入了决策树判别方法对上述条件下雪和雨进行了判别分析,结果表明:临界气温下降雪出现频率总体高于降雨、雨夹雪出现频率,且在我国华北南部至江南北部的中东部地区分布较多,年均可达7.69～15.38站次;临界气温下,降水相态为雨或雪对应的平均温度廓线最大差异位于650 hPa附近,且地面气温较低时,平均温度差异更明显,平均湿度廓线差异则主要位于低层,且在地面气温较高时,平均湿度差异更明显;临界气温下,降水相态为雨时,地面上空存在暖层样本占比,较降水相态为雪时更高,且降雨时暖层主要位于中层,降雪时暖层则主要位于低层,降雨时其暖层强度显著大于降雪时暖层强度;在临界气温下雨雪判别分析中,地面气温能显著提升判别准确率,湿球温度能在一定程度上提升判别准确率,基于云顶温度、中层融化参数、低层湿球温度构建的决策树判别模型,判别准确率达到91.86%,能较好地解决临界气温下雨和雪的判别问题。  相似文献   

辐射日总量的最热坡度解析模式及其全球分布规律   总被引：3，自引：0，他引：3  

于强  傅抱璞 《地理学报》1994,49(6):526-532

本文给出了南北向坡面最热坡度的解析模式。（１）在北半球（下同），冬半年南坡存在最热坡度，且随纬度升高而增大，接近极夜时趋于９０°。（２）夏半年，存在两个临界纬度当时，南坡有最热坡度；当或时，北坡出现最热坡度。给出了和的解析式，证明分别是全球水平面上日辐射量最大值和最小值所在的纬度，它们仅依赖于赤纬。（３）最热坡度所在坡面获得的日辐射量，冬半年低纬大于高纬；夏半年低纬北坡随纬度递增，南坡时等于处水平面上日辐射量，极昼区内，北坡等于极点水平面的日辐射量。  相似文献   

临界蒸发深度的探讨   总被引：2，自引：0，他引：2  

张朝新 《地下水》1995,17(1):23-25

本文阐述了确定临界蒸发浓度的重要意义，着重对临界蒸发深度的影响因素和确定的方法进行了分析和讨论。  相似文献   

关于坡度几个问题的研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

黄培之 《测绘学报》1990,19(3):225-228

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地表坡度表示方法与研究     

黄培之 《四川测绘》1990,13(3):136-139

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论"单位涌水量就是导水系数"   总被引：2，自引：0，他引：2  

兰太权 《地下水》2007,29(5):43-45,68

单位涌水量是井抽水水位降深换算为1 m时的单井出水量;导水系数是含水层宽度为1 m时,地下水水力坡度为1时的单宽流量.二者之间从定义上看毫无关系,但它们的单位(m3/d·m)(m2/d)是相同的.笔者经过多年探讨和初步试验后发现,单位涌水量就是管井抽水所利用含水层的导水系数.  相似文献   

长江三峡库区云阳-巫山段斜坡坡度对滑坡的贡献率   总被引：4，自引：0，他引：4  

乔建平  吴彩燕  田宏岭 《山地学报》2007,25(2):207-211

三峡库区滑坡发育与多种因素相关,在它的内部因子中除了地层、斜坡高差和坡向等重要因素外,斜坡的坡度是一个非常重要的条件。为了研究坡度与滑坡发育的关系,借助于GIS技术,利用贡献率法重点研究了三峡库区斜坡坡度对滑坡发育的影响,并且定量地给出了二者的相关关系,即坡度对滑坡发育的贡献。该方法是将坡度划分为若干区间,分析每一区间对滑坡发育所起到的贡献作用,并定量评价了其贡献率的大小。所得研究结果与实际情况较吻合,为库区的滑坡防治规划提供了依据。  相似文献