安徽恒源卧龙湖煤矿北一采区充水特征与水害防治

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作者 童世杰 陈增宝 李俊 《中国煤炭地质》 2018年第9期44-50,共7页

卧龙湖煤矿北一采区8煤开采顶板涌水量大且持续时间长,对煤矿安全生产和开采效率造成严重影响。这种涌水特点在淮北-永夏煤田顶板水害防治历史上极为罕见,使煤系顶板砂岩水以静储量为主的"疏干型"观念受到挑战。通过开采过程... 卧龙湖煤矿北一采区8煤开采顶板涌水量大且持续时间长,对煤矿安全生产和开采效率造成严重影响。这种涌水特点在淮北-永夏煤田顶板水害防治历史上极为罕见,使煤系顶板砂岩水以静储量为主的"疏干型"观念受到挑战。通过开采过程中的水文动态观测、涌水规律和补给水源分析研究,取得了以下成果:(1)北一采区顶板砂岩水初始涌水量大,随时间的延长虽有衰减,但不致疏干,涌水量仍保持在100 m3/h以上的高水平上;(2)随着新工作面的开采,已采工作面的涌水量逐渐转嫁到新开工作面,但新老工作面涌水量之和基本保持稳定;(3)水动态观测成果显示,北一采区涌水量与K3砂岩水位变化之间具有相关性。在弄清涌水规律的基础上,采取煤水分流、隐患排查和超前截流的防治水技术措施,效果显著,可供类似条件下的其他煤矿防治顶板水害时参考。 展开更多

关键词 顶板突水 涌水规律 补给水源 水害防治 卧龙湖矿

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下扬子宣城地区二叠系孤峰组页岩气勘查方法研究 被引量：1

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作者 张旭 桂和荣 +5 位作者 洪大军 孙艳坤 刘宏 肖万峰 陈科夫 杨志成 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期29-35,共7页

针对下扬子宣城地区复杂地质条件下二叠系页岩气勘查难度大的问题,基于岩石物性测试,运用高精度重力、高精度磁法、复电阻率法(CR法)进行联合勘查,探讨复杂地质条件下有效的页岩气勘查方法。研究表明:宣城地区孤峰组页岩具有“弱磁、低... 针对下扬子宣城地区复杂地质条件下二叠系页岩气勘查难度大的问题,基于岩石物性测试,运用高精度重力、高精度磁法、复电阻率法(CR法)进行联合勘查,探讨复杂地质条件下有效的页岩气勘查方法。研究表明:宣城地区孤峰组页岩具有“弱磁、低密度、中低阻、高极化”特征,含炭硅质页岩具有明显的低电阻率、高极化率特征,主要影响孤峰组的侵入岩体(花岗斑岩)具有“弱磁、低密度、低阻、低极化”特征。在宣城地区魏墩一带孤峰组页岩气勘查过程中,应用高精度重力、高精度磁法寻找弱磁、低重力地区,推断岩体分布情况;然后在岩浆岩不发育区布设CR法剖面,选择低电阻率(小于1000.00Ω·m)、高极化率(大于4.00%)的位置来布设钻井进行验证,共钻遇视厚度达50.89 m孤峰组含炭硅质页岩、硅质泥岩,取得了良好的应用效果。研究内容对宣城地区乃至下扬子复杂地质条件区富有机质页岩层段识别和页岩气“甜点”区优选具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 极化率 富有机质页岩 岩浆岩 宣城地区

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基于主量元素地球化学的岩屑层位源解析

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作者 桂和荣 李俊 +8 位作者 陈永青 余浩 王浩 叶爽 陈大星 梁展 胡洋 郭艳 许继影 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期929-940,共12页

近年来,岩屑录井在“华北型”煤田底板灰岩层注浆加固工程中发挥了重要作用。然而,现有的岩屑录井仅停留在颜色、颗粒大小及形貌特征等物理指标的识别上,难以精准判层,钻孔设计“顺层率”难以保障,制约着底板灰岩水害区域治理效果。基... 近年来,岩屑录井在“华北型”煤田底板灰岩层注浆加固工程中发挥了重要作用。然而,现有的岩屑录井仅停留在颜色、颗粒大小及形貌特征等物理指标的识别上,难以精准判层,钻孔设计“顺层率”难以保障,制约着底板灰岩水害区域治理效果。基于石炭纪太原组薄层灰岩及其碎屑岩夹层的元素地球化学差异特点,选取淮北煤田桃园煤矿为研究区,对太原组上段薄层灰岩L_(1)灰~L_(4)灰地层(注浆治理目的层为L_(3)灰)垂直钻孔岩心进行取样,利用X射线荧光光谱仪(XRF)定量测定了薄层灰岩及其夹层的主量元素背景值,通过聚类分析、因子分析等数理统计手段建立薄层灰岩主量元素地球化学识别模式;同时对地面定向钻水平分支孔岩屑同样开展主量元素测试,并基于已建立的地球化学识别模式进行岩屑层位源解析以及识别模式验证。结果显示:高CaO丰度、烧失量(LOI)可以作为注浆加固改造目的层L_(3)灰的特征指标,MgO(0.5%±)、MnO(0.03%±)、P_(2)O_(5)(0.08%±)丰度可作为注浆目的层上覆标志层J3的识别指标;聚类分析识别模式可有效区分太原组一灰~三灰(L_(1)灰~L_(3)灰);以元素因子得分建立的识别模式可以将太原组碎屑岩夹层与薄层灰岩进行有效区分;以岩样地球化学背景值运行判别模型得到的Fisher判别方程对注浆目的层L_(3)灰岩屑来源解析的准确率为100%。基于上述认识,论证了以确保设计“顺层率”为目标的水平分支孔岩屑地球化学源解析方法应用之可行性,进而提出了一种地面定向钻“顺层率”控制技术方案。本研究基于元素地球化学理论,对地面定向钻岩屑携带的特征地球化学信息进行了目的层层位辨识,在现场快速定量测试技术手段的支持下,可为解决华北型煤田底板灰岩水害区域注浆改造顺层难题提供了新的思路。 展开更多

关键词 主量元素丰度 地球化学识别模式 顺层率 太原组薄层灰岩 底板灰岩水害区域治理

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城市污水处理系统中DOM检测及环境行为研究

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作者 王化杰 桂和荣 刘桂建 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期21-27,共7页

以城市污水处理系统中DOM为分析对象,综述了DOM的分析检测技术方法,包括树脂/超滤膜分离技术、紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱(3D-EEM)等,并就含碳气态化合物(CO2和CH4)的资源化利用和液相中DOM,尤以溶解性微生物代谢产物(SMPs)的环... 以城市污水处理系统中DOM为分析对象,综述了DOM的分析检测技术方法,包括树脂/超滤膜分离技术、紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱(3D-EEM)等,并就含碳气态化合物(CO2和CH4)的资源化利用和液相中DOM,尤以溶解性微生物代谢产物(SMPs)的环境行为研究进展进行了总结,以期为准确评估和客观分析城市污水处理系统中DOM的环境行为提供参考。 展开更多

关键词 城市污水 含碳气态化合物 溶解性有机物(DOM) 溶解性微生物代谢产物(SMPs) 分析检测

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宿州市城市景区水域底泥重金属含量特征及生态风险评价 被引量：7

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作者 江雅琪 桂和荣 +4 位作者 陈晨 王春雷 余浩 陈家玉 李晨 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2410-2418,共9页

城市景区水域是城市水环境的重要组成部分,但关于城市景区水域底泥重金属的研究相对较少。因此,本文在宿州市三角洲公园水域采集底泥,测定了其中8种重金属元素(Pb、U、V、Mn、Ni、Cr、Cu和Zn)的含量,并利用自组织神经网络(SOM)、相关性... 城市景区水域是城市水环境的重要组成部分,但关于城市景区水域底泥重金属的研究相对较少。因此,本文在宿州市三角洲公园水域采集底泥,测定了其中8种重金属元素(Pb、U、V、Mn、Ni、Cr、Cu和Zn)的含量,并利用自组织神经网络(SOM)、相关性分析、聚类分析、对研究区重金属的空间分布、污染水平及来源进行研究。结果表明,位于公园外的采样点重金属含量大于公园内部采样点;潜在生态风险指数法及地累积指数评价结果显示,三角洲公园水域底泥处在较轻的污染状态;通过正定矩阵分解模型(PMF)解析出3种污染因子,包括农业源、工业源和自然源,其中农业源及工业源为研究区沉积物中重金属的主要来源。 展开更多

关键词 沉积物 城市水域 重金属 分布特征 生态风险 源解析 宿州市

原文传递

熵权法在煤矿区地表水环境质量评价中的应用

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作者 陈晨 桂和荣 +3 位作者 梅静梁 陈家玉 李晨 王春雷 《安徽农学通报》 2021年第12期124-127,共4页

为了研究煤矿开采对地表水环境质量的影响,以芦岭矿区5个塌陷塘(1#、2#、3#、4#、5#)以及流经矿区的沱河为研究对象,选取氨氮、总氮、总磷、化学需氧量、氟化物、硝酸盐、硫酸盐为评价指标,运用熵权法对矿区内地表水体进行了水环境质量... 为了研究煤矿开采对地表水环境质量的影响,以芦岭矿区5个塌陷塘(1#、2#、3#、4#、5#)以及流经矿区的沱河为研究对象,选取氨氮、总氮、总磷、化学需氧量、氟化物、硝酸盐、硫酸盐为评价指标,运用熵权法对矿区内地表水体进行了水环境质量评价。结果表明:沱河Ⅳ类水占100%;4#塌陷塘水质最好,可以作为生活用水;2#塌陷塘水质最差,有3个水样超过Ⅴ类标准;1#及5#塌陷塘为Ⅳ类水,3#塌陷塘为Ⅴ类水。总体上看,处于流动状态的沱河水质优于静水环境下的塌陷塘。 展开更多

关键词 熵权法 地表水 环境质量评价 芦岭矿区

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许疃煤矿86采区10煤开采底板破坏深度预测

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作者 赵成洲 李俊 +3 位作者 罗通 胡杰 刘振 郭艳 《宿州学院学报》 2022年第6期41-45,58,共6页

淮北煤田许疃煤矿下组煤(10煤)开采受底板灰岩水的威胁严重。为了科学设计10煤开采方案、合理评价底板突水危险性,根据许疃煤矿86采区地质及水文地质条件,利用灰色BP神经网络法、经验公式法和解析计算法,预测该采区10煤开采底板破坏深度... 淮北煤田许疃煤矿下组煤(10煤)开采受底板灰岩水的威胁严重。为了科学设计10煤开采方案、合理评价底板突水危险性,根据许疃煤矿86采区地质及水文地质条件,利用灰色BP神经网络法、经验公式法和解析计算法,预测该采区10煤开采底板破坏深度为9.26~19.75 m(平均16.0 m),鉴于该采区构造复杂、采深大,建议底板破坏深度取上限值(19.75 m)。研究方法及成果可供类似条件下的其他煤矿(区)参考。 展开更多

关键词 下组煤(10煤)开采 底板破坏深度 灰色BP神经网络法 解析计算法 许疃煤矿

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宿州沱河沉积物重金属分布及污染评价

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作者 王春雷 桂和荣 +4 位作者 梅静梁 陈家玉 李晨 陈晨 江雅琪 《安徽农学通报》 2021年第10期126-130,共5页

为探明宿州沱河沉积物重金属分布和污染特征,对沱河表层沉积物中8种重金属进行分析,利用地累积指数(I_(geo))和潜在生态风险指数(RI)评价重金属的生态风险。结果表明:除Pb外,沉积物中重金属含量均高于各自背景值。从I_(geo)评价结果看,P... 为探明宿州沱河沉积物重金属分布和污染特征,对沱河表层沉积物中8种重金属进行分析,利用地累积指数(I_(geo))和潜在生态风险指数(RI)评价重金属的生态风险。结果表明:除Pb外,沉积物中重金属含量均高于各自背景值。从I_(geo)评价结果看,Pb、Cr、Ni、Mn处于未污染状态,Cu、Zn、As处于轻度污染状态,Cd部分采样点评价结果达到偏中度污染状态。从RI评价结果看,Cd属于很强的生态风险水平,其余元素属于轻微生态风险水平。污染来源方面,Cr、Mn、Ni主要来自金属加工;Cu、Zn主要来自居民生活产生的污染;As主要来源于工业活动产生的废水或农业生产过程中的农药化肥;Cd、Pb来源于汽车尾气、工业生产中煤的运输和燃烧及轮胎磨损中所含的粉尘等交通污染输入源。 展开更多

关键词 重金属 沉积物 污染评估 沱河

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区域注浆扰动下渗流场−化学场演化及耦合作用 被引量：1

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作者 郭艳 桂和荣 +7 位作者 魏久传 胡满聪 郭祥东 聂锋 陈永青 解建 叶爽 李俊 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期152-166,共15页

在淮北煤田普遍采用地面定向钻高压注浆技术治理煤系底板岩溶水害。注浆后渗流场补径排路径发生变化,且注浆实施中注浆高压以及浆液析水会在一定时期内改变受注目标含水层地下水渗流场和化学场的分布特征。以淮北煤田桃园煤矿为研究对象... 在淮北煤田普遍采用地面定向钻高压注浆技术治理煤系底板岩溶水害。注浆后渗流场补径排路径发生变化,且注浆实施中注浆高压以及浆液析水会在一定时期内改变受注目标含水层地下水渗流场和化学场的分布特征。以淮北煤田桃园煤矿为研究对象,利用Feflow软件,构建了区域注浆扰动下目标层渗流场与化学场(简称“双场”)演化模型,探讨了“双场”耦合机制,选择受环境影响较小的Cl−为模拟因子,开展了“双场”耦合作用下溶质运移影响因素分析,在此基础上构建了区域注浆扰动下溶质扩散预测模型。研究结果表明:识别验证后渗流场模型中,模拟水位与实测水位误差小于3 m的点占71.9%,模拟效果较好;识别验证后化学场模型中,Ⅱ4采区溶质运移模拟效果较好,Ⅱ1采区模拟值偏低约14.4 mg/L,误差约为实际值的6.6%,低于10%,总体模拟效果较好。渗透系数相对较大的Ⅱ4采区和Ⅱ2采区Cl−较容易运移扩散;而渗透系数较小的Ⅱ1采区岩石致密,渗透性较差,模型运行50 a期间,其基本以“滞水”状态存在。基于注浆扰动下Ⅱ4采区局部渗流场演化特征,认为溶质运移主要受渗透系数、弥散度、水力梯度、渗透流速、注浆时间、浆液相对密度等参数控制,并发现在注浆结束后18~22 a Cl−质量浓度达到峰值,随后Cl−质量浓度开始降低,约在40 a后达到区域注浆之前的平衡状态。基于多次设参运行获得数据,建立了“双场”耦合作用下溶质扩散的预测模型,误差率小于10%的数据占比达81.4%,说明所建立的溶质扩散预测模型基本可靠。研究可为区域注浆扰动下受注目标含水层水环境演化研究以及煤矿水害预测预警提供科学依据,具有重要的理论和实践意义。 展开更多

关键词 区域注浆扰动 渗流场−化学场耦合模型 溶质运移 数值模拟 底板水害

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淮北煤田深层地下水微生物群落特征及其水源示踪意义 被引量：2

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作者 陈家玉 桂和荣 +1 位作者 郭艳 李俊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3503-3512,共10页

煤矿开采及疏水降压,打破了深层地下水的天然平衡系统,导致不同含水层微生物群落的时空变化。利用淮北煤田矿井水文孔采集深度分别为600和750 m的二叠系煤系砂岩含水层(煤系)和石炭系太原组灰岩含水层(太灰)地下水样品,利用16S rRNA基... 煤矿开采及疏水降压,打破了深层地下水的天然平衡系统,导致不同含水层微生物群落的时空变化。利用淮北煤田矿井水文孔采集深度分别为600和750 m的二叠系煤系砂岩含水层(煤系)和石炭系太原组灰岩含水层(太灰)地下水样品,利用16S rRNA基因V4区测序方法,开展深层地下水微生物群落多样性测试与分析。结果表明,煤系水和太灰水样品微生物分类单元(OUTs)数目范围分别为968~3 071和820~3 894,平均值分别为1 980.43和1 847.81。ACE、Shannon和Chao值呈现煤系水>太灰水、Simpson指数呈现煤系水<太灰水的特征,说明地下水微生物群落组成多样性煤系水>太灰水;太灰水和煤系水中主要优势菌门均为Proteobacteria、Bacteroidota和Planctomycetota,相对丰度分别介于41.48%~97.36%、0.57%~48.01%和0.13%~15.29%;煤系水主要优势菌属为Thiovirga、Hydrogenophaga和Flavobacterium,相对丰度分别占煤系水中总菌属的5.98%、4.39%、3.43%。太灰水主要优势菌属为Hydrogenophaga、Acinetobacter、Thiobacillus,相对丰度占比分别为11.13%、4.72%和4.40%;煤系水和太灰水含水层特有OTU数目分别为1 759和4 107个;F^(-)、K^(+)、ORP是影响地下水微生物群落的主要环境因子,K^(+)对太灰水菌群群落丰度的影响大于煤系水,F^(-)对煤系水和太灰水菌群群落影响相差不大;随着含水层深度的增加,F^(-)和K^(+)对菌群群落丰度的影响逐渐增大。淮北煤炭典型污染物F^(-)质量浓度的升高强化了部分菌群,导致微生物群落组成发生变化。由煤田采动造成的地下水污染同时使Thiothrix在太灰水中得以富集。煤系水、太灰水是淮北煤田煤矿开采的主要充水水源,而且具有不同的微生物群落特征,从而为煤矿涌(突)水水源识别提供了一种新的方法,为煤矿水害防治提供保障。 展开更多

关键词 淮北煤田 深层地下水 微生物群落 环境因子 高通量测序

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煤层底板区域注浆浆液扩散数值模拟及影响因素分析

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作者 郭艳 桂和荣 +5 位作者 魏久传 洪荒 郭祥东 崔亚利 叶爽 李俊 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期30-39,共10页

地面高压超前区域注浆已成为煤矿水害防治的首选工程方法,注浆浆液扩散机理受到普遍关注,且分支孔间距设计多依赖现场经验,具有一定的盲目性,制约着工程效果及效益。基于淮北煤田恒源煤矿注浆现场实际工况,利用COMSOL Multiphysics软件... 地面高压超前区域注浆已成为煤矿水害防治的首选工程方法,注浆浆液扩散机理受到普遍关注,且分支孔间距设计多依赖现场经验,具有一定的盲目性,制约着工程效果及效益。基于淮北煤田恒源煤矿注浆现场实际工况,利用COMSOL Multiphysics软件,开展地面定向钻煤层底板区域高压注浆浆液扩散数值模拟研究及浆液扩散影响因素分析,探讨地面高压注浆浆液扩散机理。结果如下:(1)煤层底板石炭系太原组第三薄层灰岩(简称三灰)裂隙发育,通过模拟发现,8~12 MPa高压注浆时很可能发生劈裂作用,期间渗透系数增大4~5个数量级。(2)不考虑重力影响时,以分支孔为中心,浆液向周边扩散距离相等,且在分支孔附近,浆液浓度较大,体积分数达20%以上;考虑重力作用时,水平向浆液扩散范围相对增大,垂向上浆液主要向下扩散,表现为“上短下长”。(3)浆液扩散模拟得出,扩散范围为41.2 m;浆液扩散范围现场实测显示,扩散范围为38.3~44.0 m,浆液扩散现场实测验证了扩散模型的正确性。(4)浆液扩散范围与浆液相对密度、静水压力、浆液动力黏度、浆液屈服强度及孔隙率呈负相关,与裂隙隙宽、渗透系数呈正相关。其中浆液相对密度越小,其扩散范围响应越明显;随动力黏度增加,扩散范围减小得越来越慢。研究成果可为煤系底板水害区域注浆治理工程合理设计提供参考,具有较好的参考应用价值。 展开更多

关键词 定向钻 高压注浆 浆液扩散范围 浆液扩散机理

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滇黔北五峰组—龙马溪组页岩沉积环境和古气候地球化学特征 被引量：6

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作者 王跃 桂和荣 +3 位作者 苏尚国 周奇明 李俊 张雅楠 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期653-666,共14页

为研究奥陶大灭绝与该时期古环境和古地理的联系,对滇黔北地区五峰组—龙马溪组样品进行了有机碳(TOC)、主量元素、微量元素和碳同位素地球化学分析。结果表明,滇黔北地区五峰组—龙马溪组Ba/Al和Ni/Al值的变化在五峰组沉积时期相对稳定... 为研究奥陶大灭绝与该时期古环境和古地理的联系,对滇黔北地区五峰组—龙马溪组样品进行了有机碳(TOC)、主量元素、微量元素和碳同位素地球化学分析。结果表明,滇黔北地区五峰组—龙马溪组Ba/Al和Ni/Al值的变化在五峰组沉积时期相对稳定,从五峰组沉积时期开始逐渐增加,直到观音桥组沉积时期达到顶峰随之下降,在龙马溪组沉积时期又开始上升,随后逐渐减小并稳定下来,特别在赫南特阶观音桥组时期,生产力出现了跳跃性的波动,即表明奥陶纪末期古海水性质存在重大转变。V/Cr和U/Th比值总体显示出五峰组沉积时期表现为缺氧环境,观音桥组沉积时期表现为厌氧环境,龙马溪组表现为缺氧环境,U-Mo协变模式表明滇黔北地区五峰组沉积时期为强滞留海盆,龙马溪组属于半滞留海盆。化学风化值指数(CIA)表明滇黔北地区温度在五峰组早期就开始缓慢下降,观音桥时期区域温度降至冰期,龙马溪组早期又渐渐恢复,但从龙马溪组到观音桥组至五峰组时期气候处于极不稳定的状态。奥陶纪末期生命大灭绝是在极地冰川发育的背景下,洋流模式、强度及海水的理化性质的改变导致两者受海陆分布格局控制。 展开更多

关键词 奥陶纪大灭绝 地球化学 沉积环境 洋流 滇黔北

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安徽罗河铁矿副井井壁混凝土破坏实验探究

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作者 许紫灵 桂和荣 +1 位作者 王涛 王宏喜 《中国煤炭地质》 2017年第10期57-63,共7页

针对安徽马钢集团罗河铁矿副井发生的一系列混凝土结构破坏的问题,在查明井壁渗出水来源的基础上,利用现场采取的井壁渗出水分别浸泡井壁原状普通硅酸盐混凝土和修复井壁所用的抗硫酸盐混凝土,通过对浸泡液主要阴阳离子及p H值的监测,... 针对安徽马钢集团罗河铁矿副井发生的一系列混凝土结构破坏的问题,在查明井壁渗出水来源的基础上,利用现场采取的井壁渗出水分别浸泡井壁原状普通硅酸盐混凝土和修复井壁所用的抗硫酸盐混凝土,通过对浸泡液主要阴阳离子及p H值的监测,得出如下结论:(1)井壁渗出水主要来源于侏罗系上统砖桥组下段裂隙孔洞水;(2)井壁原状普通混凝土和修复所用的抗硫酸盐混凝土受到的侵蚀类型均以硫酸盐侵蚀为主,镁盐侵蚀为辅;(3)与原状普通混凝土相比,修复井壁所用的抗硫酸混凝土具有良好的抗硫酸盐侵蚀的耐性,但是并不能有效抵抗镁盐的侵蚀。 展开更多

关键词 井壁破坏 承压水 浸泡实验 罗河铁矿

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许疃矿深层煤系水水化学成分演变规律与水环境质量评价

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作者 罗通 李俊 +1 位作者 赵成洲 桂和荣 《安徽农学通报》 2022年第3期140-143,163,共5页

淮北煤田深层煤炭资源的开采,二叠纪煤系砂岩裂隙水(简称“煤系水”)的防治是煤矿防治水的重要对象。同时,煤系水在矿井水中所占比例较大,矿井水资源化利用有必要弄清煤系水的水文地球化学特征。为此,该研究于淮北煤田许疃煤矿采取了煤... 淮北煤田深层煤炭资源的开采,二叠纪煤系砂岩裂隙水(简称“煤系水”)的防治是煤矿防治水的重要对象。同时,煤系水在矿井水中所占比例较大,矿井水资源化利用有必要弄清煤系水的水文地球化学特征。为此,该研究于淮北煤田许疃煤矿采取了煤系砂岩水样,获取常规水化学组分测试数据,通过水样的Piper三线图与离子比例图分析,揭示矿井深层煤系水水化学演变规律及主要的水文地球化学作用(以阳离子交换作用与溶解作用为主);并选取灌溉水作为矿井水资源化途径之一,利用水质指数法与Wilcox图解进行灌溉用水水质评价。结果表明,深层煤系水直接用于灌溉水时存在潜在的盐碱害风险。研究结果为煤矿煤系水识别与矿井水资源化利用提供了水文地球化学方面的依据。 展开更多

关键词 煤系水 常规水化学 水化学形成作用 水资源化利用 淮北许疃煤矿

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煤层底板含水层区域注浆改造

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作者 郭艳 桂和荣 +10 位作者 洪荒 陈永青 孙晓宇 胡荣杰 郭祥东 赵群 戴亚男 余浩 李俊 孙亮 高川 《煤炭学报》 EI CAS 2024年第4期2045-2056,共12页

近年来,为解放底板高承压灰岩水上煤炭资源,华北煤田普遍采用地面定向钻技术,对太原组薄层灰岩进行区域性注浆加固改造(习称“底板区域治理”),以全面封堵灰岩岩溶裂隙并阻断垂向导水通道。该技术中,与浆液扩散范围(半径)密切相关的“... 近年来,为解放底板高承压灰岩水上煤炭资源,华北煤田普遍采用地面定向钻技术,对太原组薄层灰岩进行区域性注浆加固改造(习称“底板区域治理”),以全面封堵灰岩岩溶裂隙并阻断垂向导水通道。该技术中,与浆液扩散范围(半径)密切相关的“水平分支孔”孔间距设计问题,一直备受学界和业界的广泛关注。皖北矿区底板区域注浆工程量大,特别是深部资源开采,将有数十亿元的注浆工程,有必要查清浆液扩散范围真实数据。为此,以皖北矿区恒源煤矿为研究基地,依托Ⅱ63采区底板区域治理工程,设计并实施浆液扩散范围示踪试验,在中间的水平分支孔(Z8-7)投放荧光剂(示踪剂),在两侧的水平分支孔(Z8-6、Z8-8)以及交叉分支检测孔(Z8JC)取岩屑样鉴别荧光水泥,以获得浆液扩散范围,进而在浆液扩散影响因素分析基础上,构建恒源煤矿底板区域注浆治理浆液扩散范围计算公式。结果表明:①综合岩屑现场及室内鉴别结果分析,获得恒源煤矿Ⅱ63采区底板区域注浆浆液扩散范围为38.3~44.0 m,且水泥分布密集区在水平分支孔浆液扩散范围30 m以内,该区域内注浆效果最佳。②通过现场岩屑快速鉴别与室内岩屑精准鉴别,取得的浆液扩散范围基本一致,证明了荧光示踪浆液扩散范围的有效性。③通过对比分析,认为在计算参数、边界约束等符合实际注浆工况条件下,浆液扩散范围理论计算和数值模拟结果,与现场示踪试验实测结果较为接近。④利用示踪试验过程中的压水试验及注浆参数、钻遇构造及水文地质响应等数据,考虑重力、构造、地下水径流等因素影响,借助SPSS非线性拟合软件,得到恒源煤矿Ⅱ63采区底板区域注浆浆液扩散范围计算公式。⑤基于恒源煤矿受注层实际地质、水文地质条件,利用拟合的浆液扩散范围计算公式得出Ⅱ63采区Z8场地浆液扩散范围为37.8~42.9 m,与浆液扩散范围示踪试验实测结果相近,计算公式可在类似条件下推广应用。本次煤矿底板区域注浆浆液扩散范围现场示踪工程试验,不仅取得了浆液扩散范围的真实数据,而且阐明了浆液扩散与多种地质、水文地质因素之间的内在联系,揭示了超深、超长定向钻注浆浆液扩散机理,构建了浆液扩散范围计算公式,为类似条件下底板区域治理工程水平分支孔孔间距的合理设计提供了参考依据。 展开更多

关键词 底板区域治理 浆液扩散范围 示踪试验 浆液扩散计算公式 皖北矿区恒源煤矿

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淮北煤田宿临矿区中层水水文地球化学演化特征 被引量：2

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作者 邱慧丽 桂和荣 +2 位作者 崔琳 洪荒 崔亚利 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期2021-2029,共9页

为了解淮北煤田中层水化学演化过程,选择淮北煤田较具代表性的宿临矿区为研究基地,以历史监测水质数据为基础,采用离子组合比以及主成分分析等方法,分时段开展中层水水文地球化学时空演化特征分析。研究结果表明,宿临矿区中层水水化学... 为了解淮北煤田中层水化学演化过程,选择淮北煤田较具代表性的宿临矿区为研究基地,以历史监测水质数据为基础,采用离子组合比以及主成分分析等方法,分时段开展中层水水文地球化学时空演化特征分析。研究结果表明,宿临矿区中层水水化学类型主要是HCO_(3)·SO_(4)—Na·Mg型和HCO_(3)—Na·Mg型,短期内无明显变化。离子组合比和主成分分析结果显示,中层水常规离子组分主要受硅酸盐风化作用的影响,也伴有离子交换作用。主成分得分等值线图显示整个研究区中层水浓缩作用和阳离子交替吸附作用较稳定。中层水TDS等值线分析表明西部中层水相对东部而言,水流速度较快,滞留时间长。研究结果为矿区水源地实现科学管理提供一定的参考。 展开更多

关键词 淮北煤田 中层水 地球化学演化特征 主成分分析

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