口孜东新生界底部含水层参数随机分布规律研究
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摘要
口孜东井田为全隐伏井田,上覆有平均厚度达591.60m左右的新生界松散层,其中含有多个含水层组。在井田范围内,新生界松散孔隙含水层在厚度、岩性结构和水动力学参数三方面均显现出极强的不均匀性和各向异性。由于新生界底部含水层是矿井的充水含水层,其水文地质参数的空间分布将成为矿井今后的防水煤柱留设方案的设计依据。井田资源勘探阶段对新生界底部含水层仅进行了三次简易抽水试验,据其结果难以获得水文地质参数的分布信息。
本文利用钻孔取芯的土工试验来了解底部松散沉积物的粒度成分,通过量化各钻孔各分层的测井曲线取得测井参数,运用多元地质统计法推求出测井参数与特征粒径的统计关系,并用其对采区松散层底部含水层粒度成分进行全区预测。在此基础上引用与口孜东井田相邻、且水文地质条件相近的板集井田所取得的经验公式计算出口孜东井田新生界底部松散层钻孔尺度下导水系数和平均渗透系数等水文地质参数,然后用地质统计学方法对井田内基岩面标高、新生界底部含水层厚度、反映含水层岩性结构的特征粒度以及含水层的渗透系数和导水系数等水文地质参数进行空间变异结构与各向异性分析,并采用Kriging法对各参数进行了空间最优估计,得出了各参数平面分布规律。
根据新生界底部含水层水文地质参数的分布,本文对井田内该含水层进行了富水性分类和分区,并结合煤层露头线分布预测了新生界底部松散层对煤层开采的影响,提出了针对新生界底部含水层的防水煤柱的留设原则。
Kouzidong coalfield is a completely concealed one covered with a very large and thick Cenozoic unconsolidated sediment whose thickness amount to about 600 meters, and several aquifers are contained in this large and thick unconsolidated layer. These aquifers are anisotropic and asymmetric in terms of thickness, lithology and hydro-geological parameters. The water abundance state of the underlying aquifers determines the types and thickness of waterproof coal pillars to be designed in the near future. Firstly, a geo-mechanics test is introduced in this article to obtain the data of the borehole granularity composition and the well-logging curves. Through multivariable approach, the whole coalfield state is predicted in respect of granularity. Secondly, the hydro-geological parameters such as water conduction coefficient and average water penetrability coefficient are achieved using drill-hole data, experimental results and the experiential formulas that were made in Banji Mine. Thirdly, the plane distributions of parameters (bedrock elevation, aquifer thickness, water conduction coefficient, and water penetrability coefficient, etc.) are displayed through statistical random analysis. And finally, compared with a pumping test, the effect of con coal mining is appraised by analyzing synthetically the distribution of coal outcrop, coalfield tectonics and water abundance degree. At the end of this article, a proposal about the design of waterproof coal pillars is also put forward.
本文利用钻孔取芯的土工试验来了解底部松散沉积物的粒度成分,通过量化各钻孔各分层的测井曲线取得测井参数,运用多元地质统计法推求出测井参数与特征粒径的统计关系,并用其对采区松散层底部含水层粒度成分进行全区预测。在此基础上引用与口孜东井田相邻、且水文地质条件相近的板集井田所取得的经验公式计算出口孜东井田新生界底部松散层钻孔尺度下导水系数和平均渗透系数等水文地质参数,然后用地质统计学方法对井田内基岩面标高、新生界底部含水层厚度、反映含水层岩性结构的特征粒度以及含水层的渗透系数和导水系数等水文地质参数进行空间变异结构与各向异性分析,并采用Kriging法对各参数进行了空间最优估计,得出了各参数平面分布规律。
根据新生界底部含水层水文地质参数的分布,本文对井田内该含水层进行了富水性分类和分区,并结合煤层露头线分布预测了新生界底部松散层对煤层开采的影响,提出了针对新生界底部含水层的防水煤柱的留设原则。
Kouzidong coalfield is a completely concealed one covered with a very large and thick Cenozoic unconsolidated sediment whose thickness amount to about 600 meters, and several aquifers are contained in this large and thick unconsolidated layer. These aquifers are anisotropic and asymmetric in terms of thickness, lithology and hydro-geological parameters. The water abundance state of the underlying aquifers determines the types and thickness of waterproof coal pillars to be designed in the near future. Firstly, a geo-mechanics test is introduced in this article to obtain the data of the borehole granularity composition and the well-logging curves. Through multivariable approach, the whole coalfield state is predicted in respect of granularity. Secondly, the hydro-geological parameters such as water conduction coefficient and average water penetrability coefficient are achieved using drill-hole data, experimental results and the experiential formulas that were made in Banji Mine. Thirdly, the plane distributions of parameters (bedrock elevation, aquifer thickness, water conduction coefficient, and water penetrability coefficient, etc.) are displayed through statistical random analysis. And finally, compared with a pumping test, the effect of con coal mining is appraised by analyzing synthetically the distribution of coal outcrop, coalfield tectonics and water abundance degree. At the end of this article, a proposal about the design of waterproof coal pillars is also put forward.
引文
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