采矿与安全工程学报 ›› 2020, Vol. 37 ›› Issue (4): 788-793.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.04.017

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生态脆弱矿区风化基岩含水层显微高速摄像研究

李涛,高颖,艾德春,杨军伟   

  1. 1.六盘水师范学院矿业与土木工程学院,贵州 六盘水 553004; 2.西安科技大学资源与环境学院,陕西 西安 710065
  • 出版日期:2020-07-15 发布日期:2020-08-11
  • 作者简介:李涛(1984— ),男 ,江苏省沛县人,博士(后),副教授,从事矿井水害防治及保水采煤方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(41172290);矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室开放基金项目(KF2017-12);贵州省教育厅青年科技人才成长项目([2018]376,[2018]386);贵州省教育厅项目([2018]029);六盘水师范学院基金项目(LPSSY201806);六盘水师范学院重点学科项目(LPSSYZDXK201802)

Microscopic high-speed photography of weathered bedrock aquifer in ecologically fragile mining area

  • Online:2020-07-15 Published:2020-08-11

摘要: 以陕北侏罗纪煤田红柳林煤矿风化基岩含水层为研究对象,采用钻孔显微高速摄像技术,对不同深度、平面位置的地下水渗流进行显微观测。结合钻探、测井及水文实验成果,揭示生态脆弱矿区风化基岩含水层渗流规律,分析传统采煤工作面涌水量预测方法的误差,并研究基于钻孔显微高速摄像的采煤工作面涌水量预测方法。研究结果表明:钻孔显微高速摄像技术是简单易实施的技术,可以低成本获取大量有效水文地质参数。研究区风化基岩含水层垂向上表现出强非均质性,其中岩性对非均质性影响最大,其次是风化程度,即含水层强径流段多集中在同一岩性的上段。在平面上,钻孔等水位线推演出的区域流场与实测局部流场基本一致,但局部受地形、水文等因素影响出现差异。由于研究区风化基岩含水层垂向不均质性和平面复杂特性,传统采煤工作面涌水量预测方法存在误差,提出了基于显微高速摄像探测的采煤工作面涌水量预测方法。显微高速摄像技术突破在线监测后,可实现矿区流场实时监测,对水害进行实时预警,对水资源影响有定量评价结果。

关键词: 保水采煤, 生态脆弱, 风化基岩, 高速摄像

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