前言

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 主要试验研究内容与工作过程 4

1.2.1 主要试验研究内容 4

1.2.2 研究工作过程 5

第2章 桃园煤矿矿井水文与工程地质背景 7

2.1 矿井地质概况 7

2.1.1 矿井地层特征 7

2.1.2 矿井地质构造特征 9

2.2 矿井水文地质概况 14

2.2.1 区域水文地质概况 14

2.2.2 矿井水文地质特征 15

第3章 北八采区水文与工程地质条件地面钻孔探查 34

3.1 资源勘探阶段钻孔探查概况 34

3.2 地面钻孔补充探查 35

3.2.1 四含富水性地面钻孔探查 35

3.2.2 F2 断层导含水性地面钻孔探查 44

3.2.3 太原组灰岩富水性地面钻孔探查 55

3.2.4 奥灰富水性地面钻孔探查 56

第4章 北八采区三维地震勘探及其精细解释 58

4.1 北八采区三维地震勘探 58

4.1.1 北八采区三维地震勘探范围及地质任务 58

4.1.2 地震地质条件分析 59

4.1.3 野外工程量完成情况 61

4.1.4 三维地震数据处理成果分析 61

4.2 三维地震资料精细解释理论基础与技术方法 63

4.2.1 地震多属性精细构造解释物理基础及技术方法 63

4.2.2 地震多属性反演预测煤层顶底板赋水性研究 79

4.3 三维地震资料精细解释地质成果 90

4.3.1 10 煤层和82煤层的赋存形态及断裂构造发育特征 91

4.3.2 断层控制情况及赋水性预测分析 91

4.3.3 陷落柱发育情况及赋水性解释 96

4.3.4 10 煤层和82煤层顶底板赋水性分区 100

4.3.5 10 煤层和82煤层中的断裂构造与奥灰之间连通性分析 102

4.3.6 地震属性精细构造解释前后成果对比 105

4.4 小结 105

第5章 北八采区井下综合物探 107

5.1 探测目的与任务 107

5.2 并行电法探测 108

5.2.1 并行电法探测技术原理 108

5.2.2 探测工程布置与数据采集 112

5.2.3 数据处理方法及流程 114

5.2.4 探测结果分析 114

5.3 矿井瞬变电磁法探测 122

5.3.1 瞬变电磁法探测原理 122

5.3.2 矿井瞬变电磁法特点 124

5.3.3 探测工程布置与数据采集 125

5.3.4 探测结果分析 127

5.4 二维地震偏移成像技术探测 132

5.4.1 探测原理 132

5.4.2 探测工程布置 132

5.4.3 二维地震偏移成像数据处理 133

5.4.4 探测结果分析 134

5.5 小结 139

第6章 北八采区放水试验与水文地质参数求解 140

6.1 放水试验的目的和任务 140

6.2 放水试验工程布置与实施过程 141

6.2.1 放水试验工程布置 141

6.2.2 放水试验实施过程 144

6.3 放水试验观测结果分析与评价 152

6.3.1 放水前地下水水位动态特征 152

6.3.2 放水阶段太原组灰岩含水层水位变化特征 153

6.3.3 含水层之间的水力联系程度分析 156

6.3.4 水位恢复阶段水位观测成果分析 157

6.3.5 上部车场测水站水量观测成果分析 159

6.3.6 放水试验中各含水层水温变化特征 159

6.4 太灰含水层水文地质参数求解 160

6.4.1 解析法计算 161

6.4.2 图解法求解 169

6.4.3 太灰含水层水文地质参数计算结果分析与评述 183

6.5 太灰含水层渗流场数值模拟 183

6.5.1 地下水三维有限差分数值模拟基本原理及方法 184

6.5.2 水文地质概念模型 190

6.5.3 数值模型的建立？识别与验证 191

6.5.4 太灰地下水流场数值模拟结果分析 193

6.6 太灰含水层补给量分析 199

6.6.1 理论依据 199

6.6.2 太灰含水层补给量分析 200

第7章 北八采区地下水水文地球化学探查与评价 201

7.1 引言 201

7.2 数据搜集与采样测试 202

7.3 矿井含水层常规水化学特征 204

7.3.1 放水前矿井含水层常规水化学特征 204

7.3.2 放水试验期间各含水层常规水化学变化特征 213

7.4 矿井含水层微量元素水文地球化学特征 216

7.4.1 概况 216

7.4.2 矿井含水层微量元素特征 219

7.4.3 北八采区含水层微量元素特征 219

7.4.4 放水试验期间各含水层微量元素变化特征 221

7.5 矿井含水层氢氧稳定同位素水文地球化学特征 222

7.5.1 概况 222

7.5.2 矿井地下水氢氧稳定同位素测试结果与分析 223

7.6 北八采区含水层水源判别 224

7.6.1 系统聚类分析模型的建立 224

7.6.2 含水层水化学系统聚类分析 225

7.6.3 放水试验过程期间各含水层水化学系统聚类分析 226

第8章 北八采区水文地质条件综合评价 228

8.1 桃园矿井奥灰水文地质特征与地下水流场分析 228

8.1.1 古地形特征 228

8.1.2 地下水流场 228

8.1.3 奥灰含水层富水性评价 230

8.2 北八采区水文地质条件评价 230

8.2.1 太灰含水层水文地质特征 230

8.2.2 新生界松散层含？隔水层水文地质特征 237

8.2.3 煤层顶底板砂岩含水层特征 239

8.2.4 断层导水性分析 240

8.3 北八采区采掘工作面涌水量预计 241

8.3.1 采掘工作面正常涌水量预计 241

8.3.2 太灰含水层突水量预计 243

第9章 结论 246

9.1 主要结论 246

9.2 应用效果 248

参考文献 249

2100433B

随着煤炭资源的进一步开发，浅部及条件简单区域的煤炭资源逐渐匮乏，深部、地质条件复杂区域的煤层开采，已构成了我国目前乃至未来相当长时间内煤矿企业的攻关课题。为了预测和防治极复杂地质条件块段煤层开采水害问题，重点解放受太灰水和奥灰水威胁的呆滞储量，采区水害综合探查与防治技术研究是解决此类问题的有效途径之一。《构造极复杂煤炭采取水文地质条件立体探查与综合评价》以淮北矿业集团桃园煤矿北八采区为研究对象，在系统分析矿区和井田地质和水文地质条件的基础上，针对桃园煤矿北八采区极复杂的地质与水文地质条件，采用地面补充钻探、地面三维地震勘探及其精细解释、井下钻探、井下综合物探 (瞬变电磁、并行电法、二维地震)、放水试验、水化学探查等方法和手段，对北八采区进行了立体探查，在此基础上对该采区水文地质条件进行了综合评价，揭示了该采区受断层水、底板岩溶水、上覆松散层水、煤系砂岩水、岩溶陷落柱水等威胁的极复杂的水文地质特点，为采区水害预测、评价和防治提供了技术支撑，为极复杂地质条件采区煤炭资源安全高效开采提供了水文地质保障。研究成果对皖北矿区乃至华北类似条件的矿井水害防治均具有重要的指导意义和应用价值。

• 前　言

• 目　次

• 1　绪　论

• 1. 1　课题的来源及研究意义

• 1. 2　国内外研究状况

• 1. 3　主要研究内容

• 1. 4　研究方法与技术路线

• 2　研究区地质概况

• 2. 1　矿区概况

• 2. 2　井田地质

• 3　水文地质特征分析

• 3. 1　区域水文地质条件及井田水文地质单元

• 3. 2　矿井充水条件

• 3. 3　断层含、导水性分析

• 3. 4　各含水层之间的水力联系及地下水补给条件

• 3. 5　矿井深部下组煤开采的水文地质条件类型

• 4　深部水文地质探查技术

• 4. 1　探查手段与工程量概述

• 4. 2　瞬变电磁勘探成果分析

• 5　徐、奥灰深部水文地质特征及其对下组煤开采的影响

• 5. 1　徐、奥灰水文地质特征

• 5. 2　下组煤底板隔水层特征

• 5. 3　徐、奥灰水位及其变化特点

• 5. 4　下组煤开采受徐、奥灰水影响程度分析

• 6　数值模拟在涌水量预计中的应用

• 6. 1　奥灰渗流场数值模拟

• 6. 2　矿井涌水量预计

• 7　工作面底板水动态监测技术

• 7. 1　矿井直流电法勘探原理

• 7. 2　动态监测系统的关键技术研究

• 7. 3　良庄矿51302 工作面底板水动态监测

• 8　井田深部徐、奥灰水害防治技术

• 8. 1　徐、奥灰水害防治技术途径

• 8. 2　综合防治水技术途径

• 9　结　论

• 9. 1　主要结论

• 9. 2　创造性成果

• 参　考　文　献

本书在充分了解国内外底板水害防治理论和技术的基础上，以良庄井田为例，分析了良庄井田地质及水文地质特征。利用瞬变电磁勘探技术，对深部徐、奥灰富水区域、富水性及F断层含水性、导水性进行了探查，总结了深部水文地质特征，论述了徐灰、奥灰对下组煤开采的影响;运用国际上先进的地下水模拟系统GMS，对奥灰渗流场进行了数值模拟，并根据模拟结果预计了矿井涌水量;研制了工作面底板水动态监测系统。根据研究成果，结合现场实际，提出了井田深部下组煤开采徐、奥灰水害防治技术。本书可供煤矿防治水工程技术人员阅读，也可供大专院校相关专业师 。