主要含水层论文

主要含水层论文（精选3篇）

主要含水层论文 第1篇

罗园井田地处淮河中游, 属淮河冲积平原, 区内地形平坦, 西高东低, 地面标高一般在+24~+28m。勘查区东侧有西淝河流入淮河。

本区属过渡带气候, 为季风温暖带半湿润气候, 季节性明显, 夏季炎热, 冬季寒冷。

多年平均降雨量为902.9mm, 最大1 313.5mm, 最小389.8mm, 日最大降雨量173.1mm, 小时最大降雨量75.3mm, 降雨多集中在6、7、8三个月, 约占全年降雨量的40%;每年初雪一般在11月上旬, 终雪在次年3月中旬, 雪期72~127天, 年平均蒸发量1 695.5mm (水面) , 蒸发量大于降水量, 潮湿系数近似0.5, 最大相对湿度78%, 最小相对湿度10.14%, 平均74%。

2 区域构造

淮南煤田位于秦岭纬向构造带南亚带的北缘, 东与新华夏郯城~庐江断裂反接, 西连周口凹陷, 北接蚌埠隆起, 南邻合肥凹陷。

淮南煤田为一复向斜构造, 由于南北应力的挤压作用, 促使淮南复向斜主体构造形迹呈东西向展布, 并在复向斜南北两翼发育了一系列压扭性的逆冲断层, 造成了两翼的迭瓦式构造, 使南翼部分地层直立倒转, 由于新华厦系构造的干扰, 使主体构造形迹稍有变动, 略呈北西西~南东东向展布, 这一纬向构造带经过燕山运动的改造, 形成了现在的构造轮廓, 不仅表现褶皱、断裂, 并伴有岩浆活动。

3 物性特征

3.1 第一含水层 (组)

第一含水层 (组) 埋深一般在5.0m~25m左右, 砂层发育较好, 主要由细砂、粉砂、粘土质砂组成, 从曲线的形态和幅值可分为二种类型:

1) 从曲线的形态分一含上、下部为厚层砂, 视电阻率曲线幅值反映较高, 一般在30Ω.M左右, 上部砂层厚度为6m左右, 下部砂层厚度为8m左右。其物性反映特征见图1;

2) 一含砂层发育较好, 可分为上、中、下三段, 视电阻率值一般在30Ω.M左右。下部砂层一般厚度为5m左右, 质纯, 粒度均一, 曲线反映圆滑。

3.2 第二含水层 (组)

第二含水层 (组) 埋深一般在45m~65m左右, 砂层发育较稳定, 一般有一厚层砂或上、下部二层砂组成, 曲线异常反映明显, 界面清晰, 主要以细砂、粉砂、粘土质砂组成, 从曲线的形态和幅值可分为2种类型:

1) 二含砂层发育好, 有一厚层砂组成, 视电阻率曲线幅值一般在30Ω.M~40Ω.M左右, 含水层厚度在15m左右;

2) 二含上、下部砂层发育较好, 视电阻率曲线幅值一般在30Ω.M左右, 中部多为厚层粘土。

3.3 第三含水层 (组)

第三含水层埋深一般在80m~125m左右, 砂层发育较好, 一般有三层或四层厚砂组成, 曲线异常明显, 界面清晰, 岩性主要以细砂和粉砂为主, 夹有少量中砂, 从曲线的形态和幅值可分为4种类型:

1) 三含砂层发育好, 有四厚层砂组成, 视电阻率曲线幅值一般在30Ω.M左右, 含水层厚度在40m左右;

2) 三含上、中、下部砂层发育较好, 视电阻率曲线幅值一般在50Ω.M左右, 中部多为厚层粘土, 含水层厚度在25m左右;

3) 三含上、中部砂层发育较好, 视电阻率曲线幅值一般在40Ω.M左右, 含水层厚度在25m左右;

4) 三含下部砂层发育较好, 上部为粘土质砂、粘土互层, 视电阻率曲线幅值一般在30Ω·M左右。

4 含水层水文地质条件特征

4.1 第一含水层 (组)

一含地层时代属第四系全新统, 为冲积平原河漫滩相~泛滥相沉积, 含水层类型为孔隙潜水~弱承压水含水层, 砂层顶界面埋深2.10m~14.80m, 一般3m~6m, 底界面埋深22.90m~30.65m, 一般24m~27m, 岩性主要为黄色、青灰色及浅灰绿色粉砂及粘土质砂, 局部发育薄层细砂, 其中夹粘土0~6层, 砂层厚度为5.40m~18.50m, 一般12m~15m, 平均厚度为12.34m, 在勘探区内砂层西北部较厚, 东南部较薄。

4.2 第二含水层 (组)

二含地层时代属第四系更新统中下部, 为河床相~河漫滩相沉积, 含水层类型为孔隙承压含水层, 顶界面埋深41.60m~50.80m, 一般44m~48m, 底界面埋深59.85m~71.60m, 中部埋藏较浅, 向两边逐渐变深。岩性主要为黄色、灰黄色、灰绿色中细砂及粘土质砂, 砂层主要成分为石英、长石, 含少量暗色矿物, 砂层厚度10.35m~25.20m, 一般厚15m~19m, 平均厚度为16.67m。砂层厚度较薄, 厚度变化不明显, 但总体趋势是勘探区东部和西部偏厚, 中部变薄。

4.3 第三含水层 (组)

本层为河漫滩相~湖泊相沉积的孔隙承压含水层, 含水砂层顶界面埋深74.00m~83.40m, 底界面埋深117.00m~138.90m, 岩性主要为灰黄色、灰绿色中细砂为主, 次为粘土质砂, 主要成分为石英、长石, 含少量暗色矿物。砂层厚度23.15m~59.80m, 一般厚27m~38m, 平均厚度为35.44m, 在勘探区内砂层东北和西南部较厚, 东南部、中部及西北部较薄。

参考文献

[1]李学富.桃园煤矿松散底部含水层水文地质特征分析.安徽科技, 2010 (7) .

[2]王红喜.鹤壁六矿主要含水层水文地质特征及水质分析.中州煤炭, 2004 (1) .

[3]高明志.山东沂源下寒武统馒头组含水层水文地质特征.山东地质, 1997 (2) .

主要含水层论文 第2篇

【关键词】矿山压力 含水层 回采工作面

【中图分类号】TD823.9 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0380-01

一、引言

矿山工程中，在采掘巷道或进行回采工作时破坏和改变了原岩的应力平衡状态，引起岩体内部应力的重新分布，这种由于在地下开采活动在围岩与支护物上所引起的力为矿山压力。矿山压力作用下，围岩和支护物表现出围岩变形、破落、离层、支架受力变化、煤岩突出、移动或破坏垮塌等力学宏观现象，这就是矿山压力显现。矿山压力通常来源于自重应力、构造应力、膨胀压力三部分，矿山压力显现形式主要涵盖支架变形与折损、顶板下沉、支柱插入底板、顶板破碎、大面积冒落、底板膨胀鼓起等，引发了许多重大事故。以中国煤矿采掘顶板事故为例，其事故比例占整个煤矿安全事故的比重超过了 40%，影响的产量大约占总产量的5%。伴随采矿工业与交叉科学技术的不断发展，矿场向深部开采，应力环境越来越复杂，人们逐步认识到研究矿山压力显现规律的重要性，理论上更深层次的研究矿山压力的显现规律，预防在实践工程中由矿山压力引发的相关事故。

二、矿山压力理论的研究现状与发展趋势

探究矿山压力理论发展的历史沿革，1928年，德国人哈克和吉里策尔认为回采工作空间的上方岩层处于自然平衡状态形成了一个压力拱，提出压力拱假说；德国施托克在1916年通过假说来解释顶板下沉与支架受力关系、周期来压与来压步距关系、工作区出现的周期来压现象、工作面前方支承压力。前苏联库兹涅佐夫提出铰接岩块假说，阐明了工作面上覆岩层的分带情况，对支架和围岩的相互作用做了较详细的分析。国内矿山压力理论的研究现状，钱鸣高院士主要研究了结构的平衡条件与裂隙带岩层形成结构的可能性，构建出上覆岩层开采后呈砌体梁式平衡的结构力学模型；宋振骐院士在20世纪80年代，基于老顶传递力的概念“传递岩梁”假说；钱鸣高院士领导的课题组凭借多年对顶板岩层控制的研究与实践，提出岩层控制中的关键层理论。近年来，我国对矿山压力显现规律、岩层控制、支架与围岩关系等进行了深入的研究，对矿产开采的安全、高效生产提供了保证。分析矿山压力理论的研究的发展趋势，首先是精确化现有的采场矿山压力理论，通过科学、精确、合理的采场矿山压力理论来保证回采工作面的安全开采，其次是因地制宜来发展矿山压力理论，最后是未来的采场矿山压力理论向着应对新的深井条件和减少对环境的破坏的方向发展。

三、矿山压力对含水层下回采工作面的影响

正确分析和评价矿山压力及矿山压力显现形式是确保含水层下回采工作面安全开采的关键。矿山工程中，回采工作时破坏和改变了原岩的应力平衡状态，引起岩体内部应力的重新分布形成的矿山压力给含水层下回采工作面的安全施工带来直接的影响，首先在周期来压期间，煤体内的支承压力达到最大，导致对底板破坏严重；初次来压期间，煤体内的支承压力达到最大，对底板破坏严重；开切眼附近；老顶的大面积显露，直接顶不能充分垮落，底板形成较大的自由面。其次工作面推进速度慢，工作面突然停止推进或在停采线处易突水以致含水层支承矿山压力作用时间过长，易造成回采工作面的突水；最后在区段煤柱附近，由于顶板垮落不充分，导致固定支承压力作用下底鼓，易造成突水。底板承压水水压成反比，即随着底板承压水水压的增大，底板岩层的稳定性降低。分析矿山压力对含水层下回采工作面的影响，第一，采矿过程中的矿山压力对工作面底板存在严重的破坏作用，在产生新裂隙同时导原有断裂构造活化，是矿山底板突水的关键诱导因素；第二，在临界矿山压力下，伴随工作面宽度的拓宽，底板岩层的稳定性相对降低；第三，矿山压力对底板的破坏作用与工作面顶板岩体性质相关，在工作面的顶板不容易冒落时，矿山压力对底板的破坏作用越明显，工作面越易出水。实践矿山回采过程中通过缩短工作面长度来降低冒落高度，有效发挥防水煤岩柱的保护作用，进而实现含水层下的安全回采；第四，实践经验表明，开采深度、采高和控顶距、矿层倾角、工作面推进速度以及支护材料与顶板管理的方法都是影响采煤工作面矿山压力的重要因素，这些因素的科学设计与合理把握是保证回采工作面上安全生产的前提条件。

四、总结与建议

随采矿工业与交叉科学技术的不断发展，矿场逐步向深部开采，应力环境变得异常复杂，含水层下回采工作面的安全生产对整个工程的稳定运营有着重要的意义。为保证矿山压力含水层下回采工作面的安全生产，首先，在理论上深入研究矿山压力显现的具体特征形式，分析含水层的载荷传递特性、含水层骨架颗粒的特征、含水层的渗透性能以及回采工作面的支护形式与支护强度；其次，回采方案的科学设计与规范执行是工程安全生产的重要保证。方案设计中重要研究矿区合理的回采上限，分析上覆水体的规模、渗透性大小、上覆岩层的岩石力学性质、煤层本身的强度、开采方式、水体下保护层岩性、煤层本身的强度以及矿层底板的力学性质等相关因素；最后，高度重视矿山压力与支护质量的监测，通过精准的监测数据来指导施工，确保矿山压力下回采工作面的安全生产。

参考文献

[1]郭晓亮，张干. 采场矿山压力理论发展现状与趋势[J]. 陕西煤炭，2011，（02）：29-30.

[2]谢琦. 回采工作面和采区巷道顶板动压力现象的分析及对策[J].科技资讯，2011，（10）：43.

[3]邓雪杰，谭辅清，房萧. 五沟煤矿第四含水层下合理回采上限分析[J]. 煤炭工程，2012，（04）：79-81+84.

[4]张慈增. 影响采煤工作面矿山压力的因素分析[J]. 内蒙古煤炭经济，2012，（08）：24-25.

[5]王晓振. 松散承压含水层下采煤压架突水灾害发生条件及防治研究[D].中国矿业大学，2012.

[6]韩传廷. 回采工作面过不连续顶板的矿压理论与生产技术研究[D].太原理工大学，2012.

[7]王启堂，何晓光. 影响采煤工作面矿山压力因素分析[J]. 山东煤炭科技，2000，（S1）：111-113.

主要含水层论文 第3篇

1 材料与方法

1.1 试验地选择

试验地点在宁夏彭阳县王洼镇姬阳洼小流域、国家863项目“宁夏半干旱区现代节水农业技术研究与集成”课题研究基地内进行。

1.2 试验设计

(1)地膜玉米。供试品种为适宜本地种植的中单5485。设田间试验小区6个,每个试验小区的面积为1.0m×0.6m,其中1个小区作为对照。各小区底肥的施用量相同;种植方法采用当地惯用的点种方法,每小区种植玉米45穴,每穴1粒。为了避免土壤水分侧渗,在每个小区四周利用地膜设置1道深40cm的水分隔离墙,点种完后在玉米垄上覆盖地膜,防止降雨对土壤水分产生影响。在苗期注意放风,以免烧苗[1]。

(2)马铃薯。供试品种宁薯4号。马铃薯种植时不铺地膜,试验小区面积为1m×1m,深度为0.2m。每个试验小区4行5列,共种植20穴,选择芽腹凹陷、无瘸斑、无虫孔、无伤口的薯块,大小50g左右为宜,每穴1粒种子。

1.3 试验实施

(1)地膜玉米。2007年4月26日,利用烘干法测得种前试验用地0~20cm深的土壤含水率为12.67%,土壤干容重为1.17g/cm3,设计灌溉面积为1.0m×0.6m,计划湿润层深度为0.2m。根据测定的地膜玉米种前土壤含水率,调节各试验小区内0~20cm土层的土壤含水率,使其分别达到设计土壤含水率。调节方法为分次均匀洒入所需水量,然后用铁钯拌和均匀。

所需水量计算方法为:

所需水量=土壤干容重×计划灌溉湿润层土体体积×(设计土壤含水率-种前土壤含水率)

计划灌溉湿润层土体体积=试验灌溉面积×计划湿润层深度

各试验小区土壤含水率应加入的水量见表1。

(2)马铃薯。2007年5月17日,对试验小区土壤含水率进行测定,0~20cm土壤含水率为8.94%,按照试验设计,各试验小区补水量见表2。

1.4 观测方法

观测指标主要有出苗时间、出苗率。

2 结果与分析

2.1 地膜玉米出苗情况

2007年4月26日进行地膜玉米种植试验,5月5日对出苗情况进行观测统计,观测结果见表3。

由表3可以看出,在土壤含水率为12.67%时的出苗率为24.4%,土壤含水率为13.00%、15.00%、17.00%、19.00%时的出苗率分别为96.0%、98.0%、93.0%、96.0%,对照坐水种的出苗率为83.0%。在玉米播种时如果土壤的湿度不够,也就是达不到13%时,玉米的出苗率很低,而土壤湿度在13%~19%时的出苗差异不显著。考虑到宁南山区春季缺水的现状,建议种植地膜玉米时土壤的湿度控制在15%,可较当地农户习惯种植方法提高出苗率15%,能达到多出苗、出壮苗的目的,为玉米的丰产增收打下基础。

2.2 马铃薯出苗情况

2007年5月18日进行马铃薯种植试验,7月4日对出苗情况进行观测统计,观测结果见表4。

由表4可以看出,在土壤含水率为8.94%、13.00%时的出苗率为60%,土壤含水率为11.00%、12.00%时的出苗率均为80%,土壤含水率为15.00%时的出苗率为75%,土壤含水率为14.00%时的出苗率为90%。根据土壤含水率与出苗率试验结果分析,出苗率与土壤含水率的关系不显著,马铃薯的出苗主要依靠种薯自身携带的水分。考虑到特别干旱的年份,采用坐水种的方式,既可提高出苗率,达到多出苗、出壮苗的目的,同时可还节约水量,为马铃薯的丰产、增收打下基础。

3 结论

地膜玉米、马铃薯出苗试验结果表明,种植地膜玉米时土壤的含水率控制在15%,可较当地农户坐水种植习惯方法提高出苗率15%。马铃薯在土壤含水率达到11%~12%时,可直接种植;如果遇到特干旱年份,土壤含水率达不到11%~12%时,为保证农时,马铃薯采用坐水种植,灌溉水量0.5kg/穴,出苗率可达到75%~90%,可提高马铃薯的产量。

参考文献

[1]钱蕴壁,李英能,杨刚,等.节水农业新技术研究[M].郑州:黄河水利出版社,2002.