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陶枣煤田闭坑矿井硫酸盐污染预测及防控研究
1
作者
孟宪洲
王天娇
+5 位作者
张丰
安洪岩
沈祥瑞
肖华
王博伦
陈浩
《水文地质工程地质》
北大核心
2025年第5期65-77,共13页
煤炭开采引发的硫酸盐污染严重威胁地下水资源安全,特别是在闭坑矿井与岩溶水系统交互的区域。以山东省陶枣煤田为研究对象,旨在揭示废弃矿井中硫酸盐污染的空间分布特征、演化机制及迁移规律,明确老窑水与岩溶水的相互作用,并探索科学...
煤炭开采引发的硫酸盐污染严重威胁地下水资源安全,特别是在闭坑矿井与岩溶水系统交互的区域。以山东省陶枣煤田为研究对象,旨在揭示废弃矿井中硫酸盐污染的空间分布特征、演化机制及迁移规律,明确老窑水与岩溶水的相互作用,并探索科学防控路径。结合同位素溯源、贝叶斯混合模型、水化学分析和随机森林回归模型,系统解析硫酸盐的来源、迁移过程及未来趋势。研究表明,黄铁矿氧化是硫酸盐的主要成因,采动裂隙促进硫化矿物的氧化,生成大量SO^(2-)_(4);局部石膏溶解对硫酸盐的含量也起一定补充作用。老窑水通过大吕巷断裂和底板裂隙带向岩溶含水层扩散,成为主要污染途径。随机森林模型预测显示,在时间变化的主导作用下,未来10 a硫酸盐浓度将保持小幅波动。本研究提出“源—径—汇”三级防控体系:在源头通过封堵矿井口并调控水动力条件减少污染;在迁移路径上采用帷幕注浆技术阻断污染物扩散;在末端构建人工湿地实现水资源的回收与再利用。研究成果为煤炭开采区地下水污染治理提供了理论支撑与技术参考。
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关键词
闭坑矿井
岩溶水
硫酸盐污染
同位素溯源
随机森林模型
陶枣煤田
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职称材料
基于定向声波扫描的钻孔围岩隐伏溶洞表征与分析方法
被引量：
1
2
作者
张岩
汪进超
+1 位作者
刘厚成
郭启军
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1435-1445,共11页
复杂地质环境下采用简化的几何体代替真实形态的隐伏溶洞进行数值分析,往往难以反映真实的工程特性,自然形成的溶洞形态在几何方面无明显规律性,导致溶洞形态特征的定量化表征问题一直未被很好的解决,为此,针对复杂地质环境下钻孔围岩...
复杂地质环境下采用简化的几何体代替真实形态的隐伏溶洞进行数值分析,往往难以反映真实的工程特性,自然形成的溶洞形态在几何方面无明显规律性,导致溶洞形态特征的定量化表征问题一直未被很好的解决,为此,针对复杂地质环境下钻孔围岩隐伏溶洞轮廓的几何形态特征定量化研究中缺少系统性研究问题,提出了基于定向声波扫描的钻孔围岩隐伏溶洞表征与分析方法。首先,在利用钻孔定向声波扫描技术获取基础数据的基础上,构建同一钻孔中不同隐伏溶洞的轮廓坐标化准则。随后,在钻孔围岩隐伏溶洞定量表征方面,分别提出了隐伏溶洞水平方向结构表征方法与垂直方向结构表征方法,实现了隐伏溶洞的全方位定量化表征;在钻孔围岩隐伏溶洞统计分析方面,提出了水平全方位占比指数、远离占比指数和深度占比指数,能够从钻孔角度来统计分析钻孔不同深度、周围不同位置的隐伏溶洞情况。最后,结合实际工程案例进行了综合分析,并与其他方法进行了对比验证,证明了提出的方法能够为岩溶地区地质工程中工程勘察和数值模拟提供更多的定量化数据,是溶洞地区的开发与资源利用技术中的一种全新定量化分析方法,具有广阔的应用前景。
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关键词
声波扫描
隐伏溶洞
围岩结构
定量表征
溶洞分析
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职称材料
题名
陶枣煤田闭坑矿井硫酸盐污染预测及防控研究
1
作者
孟宪洲
王天娇
张丰
安洪岩
沈祥瑞
肖华
王博伦
陈浩
机构
山东
省鲁南地质工程勘察院(
山东
省地质矿产勘查开发局第二地质大队)
山东
省地热清洁能源重点实验室
自然资源部山东羊庄岩溶生态系统野外科学观测研究站
山东
省地矿局
岩溶
地质重点实验室
中国地质调查局廊坊
自然资源
综合调查中心
中国地质学会永定河下游地区
自然资源
监测技术创新基地
河北地质大学河北省高校
生态
环境地质应用技术研发中心
出处
《水文地质工程地质》
北大核心
2025年第5期65-77,共13页
基金
国家重点研发计划项目(2023YFC3710000,2023YFC3710005)。
文摘
煤炭开采引发的硫酸盐污染严重威胁地下水资源安全,特别是在闭坑矿井与岩溶水系统交互的区域。以山东省陶枣煤田为研究对象,旨在揭示废弃矿井中硫酸盐污染的空间分布特征、演化机制及迁移规律,明确老窑水与岩溶水的相互作用,并探索科学防控路径。结合同位素溯源、贝叶斯混合模型、水化学分析和随机森林回归模型,系统解析硫酸盐的来源、迁移过程及未来趋势。研究表明,黄铁矿氧化是硫酸盐的主要成因,采动裂隙促进硫化矿物的氧化,生成大量SO^(2-)_(4);局部石膏溶解对硫酸盐的含量也起一定补充作用。老窑水通过大吕巷断裂和底板裂隙带向岩溶含水层扩散,成为主要污染途径。随机森林模型预测显示,在时间变化的主导作用下,未来10 a硫酸盐浓度将保持小幅波动。本研究提出“源—径—汇”三级防控体系:在源头通过封堵矿井口并调控水动力条件减少污染;在迁移路径上采用帷幕注浆技术阻断污染物扩散;在末端构建人工湿地实现水资源的回收与再利用。研究成果为煤炭开采区地下水污染治理提供了理论支撑与技术参考。
关键词
闭坑矿井
岩溶水
硫酸盐污染
同位素溯源
随机森林模型
陶枣煤田
Keywords
abandoned mine
karst water
sulfate pollution
isotope tracing
random forest model
Taozao coalfield
分类号
P641.5 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
基于定向声波扫描的钻孔围岩隐伏溶洞表征与分析方法
被引量：
1
2
作者
张岩
汪进超
刘厚成
郭启军
机构
山东
省鲁南地质工程勘察院地热清洁能源勘查开发
山东
省工程
研究
中心
山东
省地矿建设有限公司
自然资源部山东羊庄岩溶生态系统野外科学观测研究站
山东
省地矿局
岩溶
地质重点实验室
中国
科学
院武汉岩土力学
研究
所岩土力学与工程国家重点实验室
中国
科学
院武汉岩土力学
研究
所岩土工程检测中心
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1435-1445,共11页
基金
山东省地矿建设有限公司开放基金重点课题项目(No.LNYQ-2021-Z09)
湖北省重点研发计划项目(No.2023BAB099)。
文摘
复杂地质环境下采用简化的几何体代替真实形态的隐伏溶洞进行数值分析,往往难以反映真实的工程特性,自然形成的溶洞形态在几何方面无明显规律性,导致溶洞形态特征的定量化表征问题一直未被很好的解决,为此,针对复杂地质环境下钻孔围岩隐伏溶洞轮廓的几何形态特征定量化研究中缺少系统性研究问题,提出了基于定向声波扫描的钻孔围岩隐伏溶洞表征与分析方法。首先,在利用钻孔定向声波扫描技术获取基础数据的基础上,构建同一钻孔中不同隐伏溶洞的轮廓坐标化准则。随后,在钻孔围岩隐伏溶洞定量表征方面,分别提出了隐伏溶洞水平方向结构表征方法与垂直方向结构表征方法,实现了隐伏溶洞的全方位定量化表征;在钻孔围岩隐伏溶洞统计分析方面,提出了水平全方位占比指数、远离占比指数和深度占比指数,能够从钻孔角度来统计分析钻孔不同深度、周围不同位置的隐伏溶洞情况。最后,结合实际工程案例进行了综合分析,并与其他方法进行了对比验证,证明了提出的方法能够为岩溶地区地质工程中工程勘察和数值模拟提供更多的定量化数据,是溶洞地区的开发与资源利用技术中的一种全新定量化分析方法,具有广阔的应用前景。
关键词
声波扫描
隐伏溶洞
围岩结构
定量表征
溶洞分析
Keywords
acoustic scanning
hidden karst caves
surrounding rock structure
quantitative characterization
karst cave analysis
分类号
TU433 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
陶枣煤田闭坑矿井硫酸盐污染预测及防控研究
孟宪洲
王天娇
张丰
安洪岩
沈祥瑞
肖华
王博伦
陈浩
《水文地质工程地质》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于定向声波扫描的钻孔围岩隐伏溶洞表征与分析方法
张岩
汪进超
刘厚成
郭启军
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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