龙门峡南煤矿岩溶发育规律及连通试验研究
本文关键词：龙门峡南煤矿岩溶发育规律及连通试验研究
【摘要】：龙门峡南煤矿位于以龙王洞背斜为主体的华蓥山复式背斜中段，区内出露地层为二叠系上统长兴组（P1c）~三叠系中统雷口坡组（T2l）一套可溶性碳酸盐岩地层，整合接触。龙门峡南煤矿为新建矿井，自2009年9月开工建设以来，在施工各井硐过程中曾先后发生3次涌水事故，最大水量达20000m3/h，造成了一定的人身和财产损失。为确保龙门峡南煤矿矿井安全施工，提高矿井的防灾、抗灾能力，需要探明龙门峡南煤矿井田区域和矿井周边岩溶发育规律及水害情况，为矿井掘进、工作面的布置及开采过程中的水害防治提供科学依据。 论文以充分扎实的地质及水文地质现场调研为基础，在总结归纳了研究区岩溶发育规律的基础上，通过室内实验选定适当的试剂作为回风平硐连通试验的示踪剂，最后结合研究区岩溶发育规律和连通试验研究成果，对研究区的岩溶水系统做了进一步的研究。主要得出以下结论和认识： 1.研究区位于华蓥山中段腹部，山脉走向与龙王洞背斜轴走向基本一致，呈NNW向展布。地形地貌特征受构造作用、侵蚀作用及溶蚀作用综合影响，区内呈现出中间高两边低的特征，整体上为中低山地形。岩性则以纯碳酸岩和碳酸岩夹碎屑岩为主。 2.研究区内地表岩溶地貌以石芽溶沟、岩溶洼地、岩溶漏斗、落水洞和竖井等形式出现，地下岩溶则以主要以溶洞出现，同时伴随有石笋、石钟乳、石柱等岩溶堆积形态。研究区内岩溶形态的分布具有明显的特征，表现为地层界线、构造线附近岩溶较其他部位明显发育。岩溶个体形态及组合形态特征各异，地表岩溶及地下岩溶较为发育，且大多具有一定的关联。地下溶洞主要为管道式和裂隙式两种形式存在，两种形式都可能成为井下涌水来源的通道。 3.研究区岩溶的发育受多种因素的影响和制约。具体表现出地层岩性提供了岩溶发育的物质基础，研究区内碳酸盐岩分布达90%以上，一小部分的非碳酸盐岩多以薄的夹层存在；地质构造控制了岩溶发育的规模和方向，区内的龙王洞背斜和田湾向斜的轴部均表现出岩溶较为发育的特点，岩溶洼地的长轴方向与构造线走向一致的特点；气候影响岩溶发育的时间特征；地形和地表水文网影响岩溶的发育强度，区域地貌表征着地表水文网的发育特征，控制地下水的运动趋势和方向，从而也影响了岩溶发育的总趋势；地下水动态决定岩溶发育的类型和速度，地下水经地下岩溶通道径流至背斜两侧宽谷岩溶地带，经历了大气降水溶隙脉状水溶隙管道水的变化过程，同时结合地层岩性的不同，也使储水空间、储水量、调节能力以及洞穴发育呈现较大的差别，进而影响到表层岩溶发育。 4.结合研究区岩溶发育规律，兼顾了回风平硐所处的地质构造部位、地形地貌和水文地质条件，选取三处试验点进行连通试验。通过室内实验选取了适宜的试剂，依据现场试验检测数据分析，位于广安风井东部石朝门的LT02号连通试验点与回风平硐连通关联可能性较大，，但仍需进一步工作验证；位于邓家院子的LT01号试验点和位于红花区的LT03号试验点与回风平硐连通关联性可能性较小。 5.在对研究区岩溶含水岩组以及富水性、岩溶地下水类型及其分布特征和岩溶水赋存的介质特征进行论述的基础上，对岩溶水系统的结构特征进行研究，对研究区岩溶水系统进行了划分并制定概念模型，先将研究区划分出两个四级子系统，在四级子系统的基础上又进一步划分出七个次级水系统。连通试验的LT02连通点分布在Ⅳ-1-2区，两者互为验证。其次对研究区岩溶水系统的流动特征进行研究，通过丰期和枯期的对比，水温度场相对稳定，在本次水文年内浮动不大，水化学场也比较单一，水化学类型均为HCO3-Ca。水系统的补给和排泄均呈现出了点状和面状两种方式。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P642.25;TD745
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