矿山放水试验实践内容简介

本书以位于淮南矿区潘集背斜的潘北煤矿为研究对象，在分析淮南矿区宏观地质条件、水文地质条件的基础上，完成了A组煤层底板-490m水平灰岩含水层的放水试验设计、放水试验过程并获得了丰富的现场试验资料。通过试验对灰岩含水层水文地质条件有了系统认识，尤其是试验区内不同断层的导水、隔水性。计算了研究区的水文地质参数，建立了水文地质概念模型和数学模型，利用Modflow软件识别了含水层的参数，开展了灰岩水的疏放性评价，并采用多种方法预测了矿井涌水量。针对矿山多种充水水源，研发了“矿区突水水源判别与分析系统”。

前言(Ⅰ)

第一章地质概况(1)

第一节区域地质概况(1)

一、 构造(1)

二、 地层(2)

三、 水文地质条件(5)

第二节潘北煤矿地质概况(9)

一、 地层(9)

二、 构造(10)

三、 水文地质条件(15)

第二章放水试验(21)

第一节试验背景(21)

一、 CⅠ组灰岩出水量情况(21)

二、 CⅠ组灰岩含水层水压变化情况(23)

三、 地面观测孔水位变化情况(24)

第二节放水试验目的与任务(28)

一、 放水试验目的(28)

二、 放水试验任务(28)

第三节试验要求及方法(29)

一、 试验要求(29)

二、 试验方法(29)

第四节放水试验工程布置(30)

一、 -490m水平钻场（孔）布置(30)

二、 地面水位观测孔布置(30)

第五节试验程序(34)

一、 背景值观测阶段(34)

二、 西翼总恢复阶段(34)

三、 WS1石门东侧钻孔放水试验(34)

四、 WS1石门西侧钻孔放水试验(35)

五、 总放水阶段(35)

第六节试验观测(35)

一、 试验观测孔分类(35)

二、 试验观测内容及要求(38)

第七节试验过程中干扰因素(39)

一、 东翼放水孔(39)

二、 西翼灰岩出水点(40)

第三章矿山地下水自动化监测系统(41)

第一节系统介绍(41)

一、 系统功能(41)

二、 系统结构(42)

三、 软件系统组成及功能(44)

四、 系统主要技术指标(44)

第二节系统分站功能及安装(46)

一、 地面各含水层水位监测(46)

二、 地面水文长观孔无线遥测分站(48)

第四章放水试验观测数据整理与分析(49)

第一节放水量动态(49)

一、 试验前水量动态(49)

二、 第一阶段放水孔水量动态(50)

三、 第二阶段放水孔水量动态(52)

四、 第三阶段放水孔水量动态(55)

五、 第四阶段放水孔水量动态(56)

六、 放水试验阶段总涌水量动态(59)

第二节水压动态变化(61)

一、 试验前水压动态(61)

二、 第一阶段水压动态(61)

三、 第二阶段水压动态(69)

四、 第三阶段水压动态(76)

五、 第四阶段水压动态(83)

第三节各含水层水位动态(88)

一、 试验前水位动态(88)

二、 第一阶段水位动态(89)

三、 第二阶段水位动态(95)

四、 第三阶段水位动态(102)

五、 第四阶段水位动态(111)

第五章水文地球化学与温度变化特征(119)

第一节水文地球化学特征(119)

一、 常规组分(119)

二、 -490m水巷道平东、西翼巷道水质空间特征(126)

三、 -490m巷道不同出水点水质特征(129)

第二节水化学类型(130)

一、 太原组灰岩水(131)

二、 奥陶系灰岩水(131)

三、 太原组奥陶系混合水(132)

四、 二叠系砂岩裂隙水(132)

五、 新生界松散层水(133)

第三节地下水水温特征(134)

一、 各放水孔观测点水温特征(134)

二、 水温异常现象(135)

第六章-490m水平CⅠ组灰岩水文地质条件(140)

第一节潘谢矿区地下水补径排特征(140)

一、 地下水补给(140)

二、 地下水径流(140)

三、 地下水排泄(140)

第二节试验区地下水补径排特征(141)

一、 东翼地下水补、径、排(141)

二、 西翼地下水补、径、排(143)

第三节试验区CⅠ灰岩地下水流场特征(149)

一、 总恢复阶段(149)

二、 WS1石门东侧放水与恢复阶段(151)

三、 WS1石门西侧放水与恢复阶段(151)

四、 西翼总放水阶段(153)

第四节试验区断层导、阻水性质初步分析(153)

一、 F1、DF13和DF9断层(156)

二、 DF1、DF1-1与FA-1断层(159)

三、 F70、WF1断层(160)

第五节富水性特征(163)

一、 单位涌水量(163)

二、 水量变化(164)

第六节区块划分(166)

第七章水文地质参数计算(169)

第一节概述(169)

第二节计算方法(169)

一、 放水试验阶段(170)

二、 水位恢复阶段(171)

三、 群孔放水相互干扰下的含水层参数计算方法(171)

第三节东翼区块水文地质参数计算(172)

一、 背景分析(172)

二、 计算时段及孔位的选择(173)

三、 结果计算(173)

第四节西翼区块水文地质参数计算(174)

一、 背景分析(174)

二、 计算时段及孔位的选择(174)

三、 结果计算(174)

第五节水文地质参数分区(175)

第八章试验区CⅠ组灰岩地下水数值模拟(177)

第一节三维地下水流有限差分基本原理及方法(177)

第二节水文地质概念模型(178)

一、 模拟区范围(178)

二、 含水层结构概化(178)

三、 补给、排泄项(179)

四、 边界条件(179)

第三节数学模型及求解方法(179)

一、 数学模型(179)

二、 求解方法(180)

第四节模型划分(185)

一、 模型划分(185)

二、 模型参数分区(185)

三、 初始条件(187)

四、 模拟时段选定(187)

第五节模型识别与验证(187)

一、 模型识别与验证要求(187)

二、 识别与验证阶段(188)

三、 数值模拟流场(195)

四、 含水层参数分区确认(196)

五、 模拟结果分析(198)

第九章CⅠ组灰岩水疏放性评价及涌水量预测(199)

第一节煤层底板突水评价(199)

一、 突水系数法(199)

二、 突水系数影响因素(199)

三、 煤层底板突水系数(200)

第二节含水层疏放试验(201)

一、 疏放试验方案(201)

二、 疏水降压效果(202)

第三节CⅠ组灰岩涌水量预测(204)

一、 基本参数选取(204)

二、 CⅠ组灰岩涌水量预算(204)

第四节涌水量预测比较(210)

第十章突水水源判别与分析系统(212)

第一节多水源判别基本原理(212)

一、 多元逐步Bayes判别的方法(212)

二、 距离判别方法(215)

三、 灰色关联分析方法(215)

四、 模糊综合评判方法(216)

第二节潘北矿突水水源判别实现(217)

一、 水源判别分析模块(217)

二、 Piper三线图绘制模块(221)

三、 水质报表模块(221)

四、 模型应用(223)

参考文献(226) 2100433B

《金属矿山环境友好型胶结尾砂充填试验与实践》系统地介绍了环境友好型胶结尾砂充填开采在某矿山中的应用实践。全书内容主要分为室内试验和现场试验两大部分。室内试验包括：固化剂与水泥胶结尾砂充填体强度对比试验、浆体试验、管道输送实验室试验、水化热试验；现场试验包括：固化剂胶结尾砂充填体强度试验、充填挡墙试验、现场水化热试验、充填体顶板变形及竖筋应力试验、爆破振动对固化剂胶结尾砂充填体顶板稳定性影响分析以及发泡剂接顶优化试验。

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放出抽放管路中积水的专用装置。

根据瓦斯管理的压力的不同，放水器有分为负压放水器和正压放水器两种。

负压放水器在使用过程中，有分为排渣放水器和不排渣两种。2100433B

1 绪论

1.1 国内外岩爆实况

1.1.1 金属矿山岩爆情况

1.1.2 煤矿矿山岩爆情况

1.1.3 隧道和水电工程中的岩爆情况

1.2 岩爆发生机制研究进展

1.2.1 强度理论、刚度理论和能量理论

1.2.2 冲击倾向性理论

1.2.3 稳定性理论——围岩局部表面失稳、分叉与突变

1.2.4 岩爆时间相关性

1.2.5 其他研究

1.3 岩爆的试验研究与数值模拟

1.3.1 试验研究

1.3.2 数值模拟

1.4 岩爆的预测、预报方法概述

1.4.1 钻屑法

1.4.2 声发射(地音)与微震监测

1.4.3 地球物理监测方法

1.4.4 各种方法的综合预测预报

1.5 岩爆防治方法概述

1.5.1 长期防治

1.5.2 直接防治

2 岩石裂隙演化与摄伤能量耗散特性

2.1 岩爆岩体结构特点

2.1.1 煤矿岩体的宏观结构特点及破坏方式

2.1.2 岩体的流变特性

2.1.3 岩爆岩体的宏观结构特性

2.2 岩石裂纹演化及其力学特性

2.2.1 岩石变形及破坏过程

2.2.2 微裂纹(缺陷)扩展模型

2.2.3 裂纹群的演化及相互作用

……

3 岩壁裂纹失稳扩展与片帮型岩爆

4 黏弹性失稳分析——岩爆的时间延迟

5 矿山岩爆的模拟试验研究

6 岩爆的数值模拟研究

7 应力波诱发岩爆的动力学机理

8 应力波导致围岩层裂结构及岩爆机理分析

9 爆矿岩爆机理与防治实例

10 金属矿山岩爆机理与防治实例

参考文献2100433B