科学网 › 标签 › 裂隙

标签: 裂隙

相关帖子	版块	作者	回复/查看	最后发表

没有相关内容

相关日志

远山呼唤（日志十三）: taodeng 2020-10-2 21:12; 远山呼唤（日志十三）在中甸工作的最后一天，依然非常忙碌。上午前往小中甸，调查硕多岗河的阶地沉积。小中甸有滇藏公路经过，高速公路和铁路也正在施工，看样子快要竣工了。交通很方便，从中甸过来仅需半个小时。小中甸是藏族聚居区，他们的房屋都非常漂亮，通常是石砌的两层楼，木质横梁全部精雕细刻，立柱则是硕大的原木。据说当地村民有指标，可以在严格控制的情况下采伐建房的木料。 “ 中甸 ” 一名的来历就语焉不详，再加上一个小中甸。 “ 甸 ” 可能是彝语，意思是云贵高原为人所居的坝子或平地，但有人说 “ 中甸 ” 是纳西语的 “ 土地 ” 之意。藏语把中甸称为建塘， “ 塘 ” 在藏语中也是 “ 坝子 ” 之意；而把小中甸称为洋塘，意为 “ 又一块坝子 ” 。硕多岗河是金沙江左岸的一级支流，在虎跳峡下游汇入金沙江。在小中甸的阶地有巨厚的砂砾堆积，说明这个沉积盆地曾经有过强烈的下降时期，而现在的河流重新深切了这套沉积，显示有晚近的大幅度抬升。我们的目标是在砂砾堆积，尤其是在含植物化石的细粒层段找到哺乳动物化石，为地层精确定年，由此解释构造升降运动的具体过程。中甸 - 丽江地区位于青藏高原东南隅横断山中段的三江地区，处在扬子地台、松潘－甘孜褶皱系和三江褶皱系的结合部位，被认为是中国大陆构造最复杂的地区，因此对构造运动时间和期次的判断非常重要。硕多岗河在我们观察剖面的地方形成了一个弧度优雅的湾，岸边是树林和草地，我们中午就在这里野餐。潺潺的小河流过，沧浪之水清兮，可以濯我手，还可以濯我们的苹果，恰似藏族乡亲过林卡一般。 “ 林卡 ” 在藏语中是园林之意，我们在青藏高原考察的过程中时常看见藏族同胞身着盛装，带着青稞酒和酥油茶及各种美味食品来到草地上或林荫中，搭起帐篷，边吃边喝边歌舞。耳濡目染，我们也尽情享受大自然中的野餐。下午我们转到中甸 - 稻城公路 13 公里道班，考察上三叠统灰岩中的裂隙堆积。这些堆积形成于新生代，经观察可知有不同的堆积时代。在该地点发现的云南马（ Equus yunnanensis ）化石在时代上代表更新世，在环境上指示温暖湿润的气候。云南马是在 1940 年根据在云南元谋发现的化石确定的，后来在缅甸和中国南方的广西、湖北、陕西、四川都有报道。我们在滇西工作的地点总是有很好的植被，大片的森林，尤其是松林覆盖。也常常看见松鼠，有意思的是，松鼠们搬运的果实都是核桃之类，并没有见到它们搬松果。我们很好奇，打开松果检查，并没有发现里面有松子。那人类吃的松子是从哪里来的呢？原来产食用松子的是红松、华山松、白皮松等，尤其是东北的红松。至于我们在山上看见的油松、马尾松以及云杉等，它们的种子太小，不适合人类，也不适合松鼠。更令人想不到的是，世界上近七成松子原材料都会聚集到东北吉林的梅河口市，在这里经过加工后再卖向全球。; 个人分类: 考察随笔|3866 次阅读|0 个评论

我国煤矿水害分布: fengjian1000 2012-9-19 20:17; 中国煤矿水害的分布有一定的规律性，它与含煤岩系的成煤环境、成煤地质构造的变迁、煤矿区自然地理气候特征及区域水文地质条件等因素有关。根据我国聚煤区的不同地质、水文地质特征，并考虑到矿井水对生产的危害程度，可将我国煤矿划分为6个矿井水害区（1）华北石炭二叠纪煤田的岩溶-裂隙水水害区；（2）华南晚二叠世煤田的岩溶水水害区；（3）东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；（4）西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；（5）西藏-滇西中生代煤田的裂隙水水害区；（6）台湾地区第三纪煤田的裂隙-孔隙水水害区。其中，我国矿井水害主要分布在华北和华南两大区，其矿井水文地质条件极为复杂，水害十分严重。 1 华北石炭二叠纪煤田的水文地质条件华北型石炭二叠纪煤田基底岩层是中奥陶统碳酸盐岩，分布面积较大，煤系内有多层灰岩含水层，灰岩岩溶发育、含水性强，煤系形成后又经历了多期构造运动的影响，加剧了灰岩内岩溶、裂隙的发育，加强了含水层之间的水力联系，煤矿开采时，矿井涌水量大、突水频率高，涌水量达1000~120000m 3 /h，断层带突水占80%以上，突水水源以奥灰岩溶裂隙水为主要水源，防治水工作相当困难。该区煤矿床与含水层之间的空间结构关系为中奥陶统石灰岩含水层往往处于高承压状态，并经常通过构造裂隙、断层或陷落柱与上部的太原群薄层灰岩含水层产生水力联系，并经过煤层底板导水构造（裂隙、断层、陷落柱）导入矿坑，或者高压水直接破坏受采矿扰动的底板隔水岩层形成底板突水。因此，在这一地区奥陶系石灰岩是对矿床开采影响最大的含水层。中奥陶岩溶-裂隙含水层根据岩性组合特征，华北中奥陶统可分为三种类型：北部为以钙质为主的碳酸盐岩组合类型，中部以镁质为主的碳酸盐岩并含膏盐层的组合类型，南部为以镁质为主的碳酸盐岩不含膏盐层的组合类型。石炭系薄层灰岩岩溶-裂隙含水层东南区：淮南、淮北、永夏、确山一带，太原组沉积相为滨海-浅海相，旋回多而厚度小，灰岩共有13层，其厚度约占总厚度的60%，煤层层数多，但不可采。只有山西组和上石盒子组煤层受到灰岩水的威胁。中区：郑州-徐州至石家庄-太原，成煤环境属滨海相和海陆交互相，产7~8层可采煤层和8层灰岩。二叠系砂岩含水层煤系顶板充水含水层主要为煤系的直接或间接顶底板砂岩，砂岩裂隙水对矿井的充水强弱主要取决于含水层的构造开启性程度和含水层的厚度。构造开启性好，纯砂岩厚度大的含水层对矿井的威胁更大一些；反之，对矿井的威胁则较小。砂岩裂隙含水层水害的主要特点：断层、构造裂隙、采矿扰动裂隙或工作面顶板垮落带接近沟通含水层或矿井，从而导致砂岩水突入矿井。砂岩裂隙型突水不同于喀斯特型突水的突发性和溃入性，而往往呈现出小-大-小的突水过程，也就是说，突水前期一般有先兆，突水后期水量会逐渐衰减。第四系松散冲积层含水层新生界松散沉积层下部的河流相和山麓洪积相砂砾含水层，在开采浅部煤层时，和煤层顶板时，和煤层顶板垮落断裂带可直接导通，从而导致第四系含水层水或地表水进入矿坑，给矿井带来水害威胁。黄淮平原是矿井水害的主要水源，其他地区由于距离主要可采煤层较远，对矿井开采威胁较小。华北型煤田受奥灰水水害威胁原因华北型煤田，大部分矿井已经开采至深部石炭纪煤层，在地质历史演化过程中，中奥陶纪末，华北地壳整体抬升，遭受长期风化剥蚀，直至中石炭世，才又重新下降接受沉积，即华北的石炭二叠纪煤系地层绝大多数是直接沉积在奥陶系灰岩上的，缺失了早古生代的志留纪和晚古生代的泥盆纪。在长达1.5亿年的风化剥蚀过程中，奥陶系顶部的碳酸盐岩长期裸露于地表，加上热带和亚热带的气候环境，植被不发育，屋里风化作用十分强烈，风化裂隙大量发育，在大气淡水长期而又充分的淋滤溶蚀下，形成了一个以溶隙为主并有大小不等岩溶洞穴的岩溶发育带，富水性强，距石炭系煤层较近，因此大多数煤矿受底板岩溶水水害威胁尤为突出。 ======================================================== 主要聚煤期：晚石炭世－早二叠世、晚二叠世、早－中侏罗世和早白垩世 ======================================================== 矿床充水特点突水水源主要为奥陶系灰岩和太原群多个薄层灰岩组成的复合含水层组，产生矿井突水的主要通道为导水断层（巷道或工作面直接揭露或临近扰动断层）、导水陷落柱（巷道或工作面直接揭露或临近扰动陷落柱）、导水断裂发育带及采矿扰动引起的矿山周期来压与地板高压水作用下的煤层底板隔水层断裂破坏。矿井突水水量往往比较大且比较稳定（因奥陶系灰岩丰富的静储量和补给量）。矿井突水的特点一般是突发性强、破坏性大、造成人员生命和财产损失比较严重。灾难性突水主要源自两条途径：隐伏导水陷落柱造成的底板高压水突入和废弃关闭的小煤矿导通老空积水或地表水溃入。灾难性突水的水源：华北型煤田底板高压水和小煤窑积水。地质构造复杂导致水文地质条件复杂。由于断裂等构造发育，一方面使奥灰含水层以垂向或水平侧向等多种方式补给薄灰，造成奥灰与薄灰水力联系极为密切，局部地段成为一个含水体；另一方面破坏了工作面底板岩层的完整性，造成局部地段底板破碎。在矿压、水压等作用下，易发生底板突水。奥灰富水性极强，奥灰、薄灰富水性无明显的规律性，二者水力联系极为密切使水文地质条件极为复杂，防治水难度大大增加。隔水层厚度小，下组煤距薄灰和奥灰的间距小，随着开采水平的延深，水压逐渐增大，突水系数普遍超出规定。深部水文地质条件不清，岩溶裂隙网络发育不均一，且构造探明程度相对较低，遇导水构造出水的可能性较大。根本原因：（1）现有水害防治技术手段推广应用不够，防治水技术与工作投入不足，矿井水文地质基础工作薄弱。（2）矿井防治水技术手段落后，矿井水害条件预测的精度和广度不能满足大工作面快速机械化采煤的要求。（3）对于隐蔽型导水通道的精细探查技术与装备不足，造成了对矿井导水通道的位置、分布、性质的先知性和预先防范措施不到位。（4）矿井水害条件的实时监控与预警技术及装备落后，造成了工作面回采过程中对孕育和发展过程中的水害隐患未能超前发现和预警。（5）对人类活动所诱发的突水条件和水害隐患认知与准备不足，是造成小煤窑越界开采和废弃矿井积水频繁溃入矿井的根本原因。探查技术措施（1）综合勘探查清条件，健全地下水观测系统进一步查清矿井水文地质条件包括：井田地下水补给边界、井田内断层的导水性、井田内导水通道。在方法上主要以物探、化探、钻探相结合，井上下抽水试验与放水试验相结合，有针对性进行立体综合勘探。通过综合勘探，结合矿井开采的实际水文地质资料，确定导水通道，圈定水害危险区，比较准确地评价矿井涌水量。（2）三维地震勘探先行，物探、化探、钻探相结合探查技术随着高分辨三维地震勘探技术的引入，煤矿采区精细勘探，对5m以上断层和地质孤立体等构造有了较好的预测。再加上各种地面和井下电磁法探测技术与三维地震勘探技术相结合，在探查小断层的同时，对构造的导水性、含水性、富水区范围、隔水层厚度变化、小窑水害位置等方面的预测能力不断提高。（3）多元信息预测多手段预测评价水文地质条件化探辨识水源、物探确定异常、放水试验确定导水通道及补径排、钻探验证的综合探查方法。根据水文地质条件及构造等特征、分布规律等，利用地质、构造、采矿、钻探、排水、地下水系统的补径排条件等多元信息，综合分析预测岩层富水的区域或位置；利用常规水化学分析、井液和水温测定、水电阻率测定、水同位素测定等化探手段，分析水动力场、水温水电阻率场和水化学场，建立各含水层水位观测系统和水质分析资料数据库，详细掌握各含水层的水文参数和水质等资料，辨别突水水源，奥灰水、薄层灰岩水、底板砂岩水。 ======================================================== 静储量：static reserves 　　又称永久储量。潜水最低水位以下(即地下水水位变动带以下)含水层中重力水的体积,或承压含水层中重力水的体积,单位为立方米。相当于储存资源中的容积储存量。静储量%按下式计算：V静=μ·V,式中：μ是含水层的给水度；V是潜水最低水位以下含水层的体积,或承压含水层的体积。在常年的供水工作中,原则上不动用静储量,以免引起地下水位的区域性下降。补给量：amount of groundwater feed 某特定区域在一定时段内由降水和地表水体补给地下水的水量。突水系数 water bursting coefficient 开采中的煤层与含水层之间的隔水层承受的最大静水压力（压强）与其厚度的比值。 ======================================================== 底板防治水必须坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，并结合矿井或采区的具体水文地质条件，选用一种或几种方法进行综合治理。 ======================================================== 陷落柱特大型奥灰突水注浆封堵技术 1 陷落柱“三段式”堵水技术陷落柱突水后，在顶部留下空洞，并且在动水条件下，打钻先命中陷落柱顶部的空洞，充填骨料将动水流变为渗透流，再在陷落柱下部建立止水段和加固段，俗称“三段式”堵水技术。 2 建立“止水塞”技术所谓“止水塞”就是在陷落柱垂向导水通道的特定位置,通过注浆建立人工阻水塞,以切断导水通道下部的水源,从而保证被淹矿井的排水和复矿。合理有效的“止水塞”的建立主要包含:止水塞位置选择、厚度计算、施工工艺和后期的加固与检查。查清陷落柱的基本形态以后，沿陷落柱的边缘钻进至一定深度后导斜进入陷落柱，在可采煤层之下一定深度建造一定厚度的“止水塞”，切断奥灰水与煤层的水力联系。采取“止水塞”的适用条件为：突水构造基本确定，为巷道截流技术不能快速封堵成功，其关键技术为：首先要判断确定构造位置，再利用定向导斜技术，使钻孔的轨迹沿陷落柱的边缘钻进，到一定深度后再导斜进入陷落柱；定向导斜钻探技术的成功是决定堵水成功的关键 PS：陷落柱中_止水塞_的快速建立技术.pdf 钻孔自动定向导斜.pdf 3 “止水塞”超前治理技术 4 直接封堵技术陷落柱的发育高度较低时，一般发育高度到奥灰上部的石炭纪地层，可直接从地面打钻命中陷落柱采用下行法直接注浆。这种注浆工艺适合于静水条件下岩溶陷落柱的导水通道注浆。 5 巷道截流技术当打钻命中巷道后，钻孔终孔孔径小于110mm时，可采用巷道截流技术，打透巷道后先投注骨料，再注浆加压，最后引流注浆。巷道截流丶适用条件为：陷落柱突水点位于独头巷道，巷道加固较好。其关键技术为：巷道的资料准确，钻孔定位正确，命中巷道的几率为100%，灌注骨料先粗后细，动水条件下，可投注骨料30-50mm；静水条件下，可投注细砂，注骨料后期要反复捅孔，当吸水洗漱小于5-8L/min·m时，方可进行注浆。 6 返流注浆技术 7 引流注浆技术华北地区奥灰水害防治所面临的主要问题及建议（1）加强对新的采矿条件下矿井底板水突出机理的研究多年来采用的突水系数理论是在浅中部煤炭资源小尺度工作面开采过程中总结出的经验理论，而深部开采的围岩应力条件、矿压扰动和开采破坏条件都与浅中部开采有很大的不同，如果采用原有的系数理论来指导大埋深、高水压、高应力、综合机械化开采条件下的矿井水防治工作，必然会给生产和安全带来误导。为此，有必要通过现场观测试验、理论计算分析和室内物理与数字模拟，研究在新的地址与水文地质条件下，以及综合机械化开采条件下，煤层底板水的突出机理和控制因素，为有效实施底板水的监测监控和适时预报预警提供理论依据。底板突水系数概念及其应用.pdf 关于突水系数的讨论.pdf 利用突水系数指导带压开采的实践.pdf _突水系数_之概念不能成立.pdf 突水系数法分析预测煤层底板突水危险性的探讨.pdf 突水系数计算公式的演变及实验研究.pdf （2）加强对隐伏导水构造精细探查技术与装备研发在充分调研研究和对已有地质探查技术与装备总结的基础上，借鉴相关学科的技术进步与研究成果，针对目前矿井水文地质条件特别是隐伏导水构造大距离、高精度探查方面存在的问题，研究、开发新的隐伏导水构造精细探查技术与装备，从质和量上提高矿井突水条件的探查精度和空间距离。（3）加强对矿井底板水害监控预警技术与装备研究根据对矿井底板水害突出机理及主要控制因素的研究成果，利用突水信息原位采集技术、突水因素适时检测技术、突水因素远程监控技术、突水信息动态分析和人工智能判别技术，研究开发矿井水害监控预警技术与装备，以实现矿井突水前兆的适时监控、水害控制信息的过程与动态分析、水害发的即时预警。（4）奥灰水害快速治理技术与装备研究重点研究矿井突水淹井后突水水源的快速判别、出水点快速封堵、被淹矿井快速恢复等关键技术（5）奥灰水害防治的建议加强防治水基础和前沿技术研究，应尽快启动下列战略领域的超前攻关（1）隐伏导水构造精细探查技术与装备研究（2）突水条件实时监控与预警技术；（3）深水平高承压岩溶水突水机理研究；（4）水患矿井安全评价技术及开采方法研究；（5）矿井突（涌）水量预测；（6）水害控制、供水、环保三位一体优化组合安全系统研究通过对以上问题的研究和攻关，初步构建“地下水运移规律-突水模式-对应的力学模型-相应的突水机理-突水预报-突水量预测-突水条件探查与预警预报-突水控制”一套较为完整的突水预警与控制的基本理论与框架。开展华北奥灰水综合防治研究试点。尽快开展与防治水有关的法律法规以及行业规程条例的修编，随着煤炭工业的发展，矿井防治水的技术内容发生了新的变化，而《矿井水文地质规程》、《煤矿防治水工作条例》却20多年没有修订，亟待修编。岩溶陷落柱探测工作的复杂性岩溶陷落柱属于垂直构造，气水平投影面积有限，与井田面积相比，只是稀疏的点状，这一特征不利于地面钻探的垂直揭露。同时也不利于带有“体积效应”的各类物理强探测时提高分辨率，例如地面物探中的电法、电磁波法、机械波法。岩溶陷落柱属于隐伏构造，其柱顶发育高度可以是冲积层和煤系地层的任何一层，上煤层虽正常可采但下层煤就可能遇到陷落柱。因此也增加了分层次探测的难度。岩溶陷落柱以重力为主的地应力成因与大地构造变动多力源形成的构造形迹不同，其周边地层构造与母岩无明细差别，不像褶皱断裂构造近处有此生地质现象可以预示，即陷落柱无明显的存在征兆。岩溶陷落柱的导水性能差异很大，即使物化探能够测出陷落柱的地质异常反应，还必须使用钻探方法直接揭露柱体并附加进行以确定水量、导水性、水源通道为目的的水文地质试验，以确定其水文地质性质。岩溶陷落柱具有隐伏、孤立、随机分布的特点，这一特点不利于任何勘探技术手段的直接揭露。北方岩溶陷落柱的充水特征及水文地质模型.pdf 华北煤矿区岩溶陷落柱特征及成因探讨.pdf 华北岩溶陷落柱突水的水文地质及力学基础.pdf 隐伏断层（hidden fault）是在地表无出露，潜伏地表以下的断层。隐伏的原因可能是：切穿基岩的断层被新沉积物覆盖；断层被侵位岩体占据；形成于地下深处，断层面没有切穿至地表的盲断层; 个人分类: 地质|1085 次阅读|0 个评论

更多...

帐号		自动登录	找回密码
密码			注册

关闭 安全验证

标签: 裂隙

相关帖子

相关日志

关闭安全验证