時間:2023-03-02 14:59:50
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在對巖土工程受到的地下水影響進行評價的時候,之前的勘察報告很少把施工中的需要和基礎的設計進行聯系,不能對其危害做出正確的評價,導致很多質量的事故發生。為了對以后的巖土工程進行準確的危害預測,及時得找出危害防止事故發生的有效措施,就必須吸取以前的教訓,對地下水的作用進行重視,準確的對水文地質出現的問題進行評價。為了能夠對各種條件情況下的水文地質問題進行重點的評價,需要對建筑物的地基類型進行勘察,對其相關的水文地質問題進行調查,給出工程中需要的相關資料。對于基礎在地下水位之下的建筑物,它的基礎持力層需要采用軟質巖石、殘積土、強風化巖等,并且對巖土體可能受到地下水作用產生的現象進行重點的評價。對壓縮層、承壓含水層內的地質進行重點的評價。
2對巖土水理的性質進行測試及研究
巖土由于受到地下水的影響,兩者之間發生反應,這時巖土就會表現出一些性質,這種性質就是巖土的水理性質。該性質包含許多特性,例如透水性、給水性、容水性等,它們對巖土的三態有著很大的影響作用。巖土中的地下水能夠有許多方式存在于其中,比較典型的有承壓水、上層滯水、巖溶水和孔隙水,前兩種是按照埋藏條件劃分的,后兩種是依據水層的空隙性質劃分的。然而不僅巖土的水理性質會因為地下水存在的形式而有所影響,具體的程度不盡相同,而且該性質也會受到巖土類型的影響。為了能夠對以后可能產生改變的地下水量進行及時的觀測,方便在施工中進行有效的處理措施,需要對巖土的水理性質進行準確的測試。不僅建筑本身的穩定可能會因為巖土的某些水理性質而發生改變,巖土本身也可能由于某些性質產生特性的改變。為了能夠有效的對地質性質等情況進行全面的評價,就必須重視對巖土水理性質的測試。
3巖土工程由于地下水的原因引起的危害
3.1巖土工程因地下水位變化引起的危害
在巖土工程中,地下水對其造成的危害很多,其中主要的危害原因有地下水位的上升、地下水位的下降以及地下水頻繁的升降等。很多因素都會造成潛水位的上升,例如地質、水文氣象、溫度或者人類行為等因素。巖土工程產生的危害可能不是單一因素引發的,而是多種因素共同作用的結果。土壤的鹽漬化、沼澤化等的形成都是由于不斷上升的潛水位造成的,建筑下邊的巖土或者地下水可能會對其進行腐蝕。此外,巖土還可能產生軟化、流砂等不良的地質現象。人們的一些行為,例如對地下水無節制的開采,對下游的地下水進行截取等都可能會使地下水的水位下降。一些經常出現的地質危害、貧乏的地下水源以及地下水的水質不斷的惡化等,都是由于地下水的下降幅度超出了正常范圍引起的。這些危害對人們的生活環境以及建筑物等都有很大的影響。針對那些膨脹性的巖石,它們的膨脹會受到不斷升降的地下水影響,從而發生不均勻的變形。巖石的變形會由于不斷升降的地下水而重復的進行著,并且隨著重復次數的增多變化的幅度也逐漸的增加。這種現象的發生就會使地面出現裂縫,不斷的損害輕小型的建筑物。土質也會受到地下水升降的影響,不斷變化的地下水會減少土質層中的一些膠結物,最終將都會流失,從而使土質沒有膠結性,就會非常的松動。巖土的承載能力會受到含水量的影響,不斷變大的空隙導致承載力越來越低,使得巖土工程的工作產生很大的困難。
3.2巖土工程受地下水動壓力作用產生的危害
動水壓力在自然狀況下不會有很強的作用,幾乎不會造成任何的危害。但是這只是在自然的狀況下,如果遇到人為的干擾,修建的巖土工程打破了原有的動力平衡,使一些條件得到了改變,這時遇到比較強的移動水時,產生比較強的動水壓力,就會使得巖土工程受到很大的損害。這些危害現象一般都包括流砂、基坑突涌或者是管涌等。對于這些危害現象,相關的部門應該對其形成的原因進行細致的研究,通過研究做出合理的治理對策,使其對巖土工程造成的危害能夠及時的被解決。
4結語
現有資料及存在的問題
本次研究工作收集了武山礦區詳勘報告以及大量剖面圖、平面圖、水文地質圖等圖件,讀取鉆孔數據資料169個。在對資料進行整理后發現,建立該礦區水文地質模型存在如下困難:①巖體穿越泥盆系到三疊系所有地層,在GMS中建模存在一定難度;②鉆孔分布不均,主要是探礦鉆孔,分布在礦體附近;③礦區南部缺少鉆孔控制,僅有的少量鉆孔且深度也不夠。
解決方案
在GMS中,建立Solid模型一般采用“horizon”方法,“horizon”指的Solid實體中出現的每個地層上界面,自下而上依次編號,故在層序正常地層中應用廣泛。而研究區中心出現大型侵入巖(γ),使原有的正常層序地層被打亂。針對這種情況,將武山巖體(γ)假設為某一沉積地層,厚度在沒有巖體出現的地方湮滅,以這種方式嘗試在有巖體出現地方建立水文地質模型的可行性。考慮到Q覆蓋了所有地層以及巖體,定義其horizonID為最上層8,而武山巖體穿越除了Q以外的其他沉積地層,將其horizonID設置為7,其余地層的horizonID自老至新依次設置為1~6,按照這種horizonID設置再按步驟建立水文地質結構模型。另外,根據現有資料,在深入研究礦區地質構造、地層厚度及展布的基礎上,依據剖面圖、地質圖等資料,虛擬鉆孔78個,從而解決鉆孔分布不均以及深度不夠的問題。圖1為武山礦區分布的247個鉆孔。
建立水文地質結構模型
本文采用前述的第一種方法建模,即在Bore-hole模塊中建立水文地質結構模型。具體方法是:將地表高程設為模型上邊界,以-610m水平作為下邊界;插值計算的空間步長為100m,插值方法選擇naturalneighbor;執行HorizonsSolid命令,并勾選Representmissinghorizonsimplicitly選項,最終生成武山礦區水文地質結構體(Solid),建立的水文地質結構模型見圖2。
由于各種綜合因素的影響,導致地下水位發生著巨大的變化,這些變化帶來的后果是十分嚴峻的。面對這樣的形勢,為了有效保障煤田勘察工程的安全可靠性,必須要對煤田地質勘察工程現場的水文狀況有充分的掌握。水文地質勘察在工程勘察中雖然僅是小小的一部分,但確實非常關鍵的一個部分,優質的水文地質評價工作對于提高工程勘察的施工效率和整體質量是極為關鍵的,同時還能將勘察工作中的不利因素進行消除。一般來說,在水文地質勘察中,對于地下水位、地理地質條件等都會涉及,在進行水文勘測時,對于測試工作方式以及鉆孔的選擇可根據水文地質資料和具體的工程要求來進行,進而分析煤田地質勘察地區具體的水文地質情況。
2水文地質對煤田地質勘察產生的影響
2.1地下水對基礎埋深產生的影響
基礎深埋應當根據地表水、地下水以及地下水埋藏的具體要求來進行確定,如果存在地下水問題,基礎底面應當置于地下水之上;如果基礎底面只能埋藏在地下水下的話,務必做好排水降水的相關措施,以免出現鋼筋水泥的腐蝕。在埋藏有承受水壓、包含地下水層的地方,在進行基礎埋深時對于承壓水的因應當充分考慮,以防在后續挖地基時出現承壓水沖出的狀況。
2.2地下水壓力作用引起的巖土危害
受開礦等人為活動的影響,地下水的壓力平衡會受到破壞,導致局部產生大的壓力,如果遇到粉土層,就很容易引起流砂、管涌等現象,從而造成基礎變形、位移等現象,甚至會造成邊坡失穩,因此工程安全施工事故,對工程項目的順利施工造成嚴重的影響。所以要求勘察人員認真分析人為活動帶來的地下水壓力變化狀況,并制定合理的防范措施,保障施工安全。
3工程勘察中發揮水文地質作用的有效對策
3.1建立健全完善的施工管理制度和技術
首先應當建立完善的管理制度,熟練掌握地質勘察的具體流程以及施工目的,帶動水位地質勘察工作朝著標準化和規范化的方向邁進;其次,對于地質勘察中運用的施工技術應當高度重視,根據相關規章制度做好勘察準備工作,布置好施工勘察的位置,不斷提升勘察水平,整理好勘察數據和資料,數量掌握信息技術的運用,對結果的準確性有明確的把握,能夠更好地指導施工。
3.2促進工程勘察操作流程的規范性
在地質勘察之初,對于施工人員和各種儀器設備都應進行合理的安排,勘察計劃的編寫應當明晰,保證勘察工程的任務被具體下達。水文地質的勘察應嚴格按照規范流程進行,現場的數據記錄在案。遇到地質條件復雜的狀況,應當多方進行分析研究,綜合運用多種方法,保證結果的準確,指導地質勘察施工的順利開展。
3.3不斷提升工程勘察人員的綜合素質和專業技能
煤田工程勘察技術人員的素質高低和技能專業程度在很大程度上對勘察結果的準確性產生著影響,所以加強勘察隊伍建設意義重大。必須建立一支高素質的勘察隊伍,人員不僅能夠勝任工作,還能滿足每一項的操作規范及要求,盡可能降低違章事故的發生。勘察單位在這方面起著引導作用,所以應當建立完善的人員培訓管理制度,定期或者不定期對技術人員進行技能培訓與考核,將考核結果與其績效相掛鉤,促進員工學習先進的積極主動性,在履行好自身職責的前提下,保障水文地質勘察工作的有序開展。還應當數量掌握計算機的操作,提高工作效率,用計算機對各種數據進行處理,對于勘測精度也是有效的提升。
4結語
1.1勘察建筑工程現場的水文地質資料。建筑工程現場的水文地質資料主要包括以下幾個方面:其一,勘查地理條件,勘查的地理內容主要包括水文特征以及地貌特征;其二,勘查地質環境條件,勘查地質環境條件的內容主要包括工程現場的地質構造特征、地層巖性、構造運動等;其三,勘查地下水位的實際狀況,勘查的內容主要包括:地下水補給條件和排泄條件及其補派關系對地下水位的影響;近三年的地下水位以及水位變化的趨勢;其四,勘查隔水層、含水層的狀況,勘查的內容主要包括:隔水層和含水層的水位以及變化的程度,地下水類型、流向等狀況;通過勘查現場的地層透水系數,含水層的厚度、埋深以及分布狀況,以此確定水文地質狀況對建筑工程設計和施工的影響。
1.2水文地質勘查中的評價分析。通過獲得建筑工程現場的水文地質資料之后,還應該對水文地質勘查資料進行評價分析。水文地質勘查中的評價分析內容主要包括以下幾個方面:其一,對地下水對建筑工程設計與施工的作用和影響進行重點評價,這樣才能夠對影響建筑工程設計和施工的危害因素進行提前預測,并采取相應的措施進行處理;其二,建筑工程勘查中的水文地質勘察應該和建筑的地基設計進行結合,為建筑工程的地基設計和施工提供可靠的水文地質資料;其三,水文地質勘查中除了應該對地下水的狀況以及對建筑工程的影響進行勘察,同時還應該對人為活動下對地下水的影響以及地下水變化對建筑工程施工的影響狀況進行評價;其四,從建筑工程施工角度來看,根據地下水對建筑工程的作用與影響,找出不同地下水條件的同時,還應該進行重點評價,例如對于基礎埋在地下水位之下的建筑工程來說,重點評價水對建筑物基礎部位的鋼筋、混凝土的腐蝕性;對于巖土作為建筑物基礎的建筑工程項目,應該重點對地下水活動導致的巖土漲縮、崩解、軟化等作用進行評價;對于地基基礎壓縮層中存在粉土、粉細砂、松散的狀況時,應該重點對流砂、腐蝕以及管涌等現象發生的幾率進行評價;對于需要在地下水位以下進行基礎施工的建筑工程項目,應該進行對應的富水性試驗或者滲透性試驗,對降水造成的邊坡不穩定、土體沉降以及其他問題對建筑工程施工可能造成的影響。
1.3測量建筑工程施工現場地形。在對建筑工程施工現場的地形進行測量的過程中,應該采用全國通用的坐標系統以及國家最新的高程基準點,如果建筑工程所在地并沒有通用的坐標系統以及相關的高程基準點,應該利用全球定位系統,為建筑工程建設創設獨立的坐標系統,保證建筑工程建設人員能夠獲得準確的測量數據信息。在對建筑工程現場進行測量的過程中,還應該對定位儀的類型、定位時間、定位程序以及測量精度等進行詳細、全面的說明,對于測量的精度,應該根據相關的規定,滿足建筑工程設計和施工的實際要求,對于不同的比例尺勘查剖面,應該采用實測剖面。
1.4地質填圖。在進行地質填圖的過程中,應該保證填圖的精準度滿足同比例尺的地質測量規范,將比例尺作為地質觀察的基礎,如果是對于大比例的地質填圖,地質填圖的目的在于為建筑工程勘察、設計以及施工服務。因此,在選擇比例尺的過程中,應該根據建筑工程的實際狀況,以不同勘查階段的具體要求、工程的規模、地質復雜程度等狀況為基礎,在設置地質勘查點時,應該把地質勘查點設置在界線或者具有特殊意義的地方,當地質勘查點布置完成之后,還應該將地質填圖展示在合適的儀器中,由專門的水文地質勘查工作人員根據相關的標準與規范對地質填圖進行分析。對于專門水文地質的物理學性質測定,還應該根據相關的標準和規范進行,以此保證測定結果和地質填圖的可靠性與真實性。
2結束語
任何一項工程地質勘察工作都需要對水文地質的勘察結果進行評估,可是,在長期的工作過程中,我們都沒有重視地下水對巖土層的不良作用,并且在評價時也沒有考慮施工現場地下水活動會帶來的各種影響。如果繼續沿襲這樣的工作方式,就可能對建筑工程的穩定性產生極大的威脅,導致許多施工工程問題的產生,可能威脅使用者的人身安全。所以,我們在深入的分析探究了這些問題后,對評價工作的重點進行了調整和更新。主要有下列幾個方面:第一,進行工程地質勘查工作時,水文地質勘查的評價過程中,傳統的評價報告中往往會忽略地下水對巖土層的影響,同時也沒有結合具體的施工現場地下水的特性。因此在這樣的一種情況下,就會讓地下水對建筑工程造成很大的危害,各種各樣的施工質量問題就會出現,甚至會造成很大的安全事故。我們在總結了以往經驗與教訓之后,可以事先制定一套防護方案,以保證勘測工作的有效性。第二,要深入探究地下水的運動情況,并探究地下的巖土狀況,并且要將與之有關的眾多水文地質文件找出來作為借鑒,只有為工作奠實基礎,才能得出最準確的結論。第三,要深入分析地下水可能對工程施工造成的不良影響,并針對巖土結構的差異分別進行討論。
2巖土水理的性質
巖土由于受到地下水的影響,就可能出現各種各樣的性質,這就是巖土的水理性質。我們在進行工程地質勘察工作時,一定要將巖土水理性質的勘察作為關鍵工作,這樣才能掌握最真實的巖土地質狀況。
2.1地下水的儲存形式
我們平時生產、生活中所使用的地下水,都是以三種狀態儲存在巖土層中的,也就是重力水、結合水和毛細管水。地下水之所以能以這種狀態儲存在巖土深處,其實就是因為地下水有著賦存的特征。
2.2巖土的水量性質
2.2.1軟化性。若巖土受到水的浸濕,就會使其力學強度顯著降低,在這種條件下,巖土就會體現出軟化性的特征。我們在評估巖土的軟化性強弱時通常會將軟化系數作為指標。而在評價巖土的耐風化程度和耐水浸性能時,則需要以軟化系數為依據,因此我們必須準確的確定軟化系數。幾乎所有類型的巖石都會表現出一些軟化性特征。
2.2.2透水性。巖土的透水性就是指當水受到重力的作用,巖土讓水通過自身的一種性質。巖土的透水性通常都是用滲透系數來表示的,但巖土的透水性強弱卻要受到巖土自身的物質組成和結構的很大影響,通常情況下,巖土的堅硬性和巖土的透水性是成反比的。此外,巖土的顆粒直徑也會對其透水性產生一定的影響。
3地質勘查中水文地質的問題分析
工程勘察中,應密切結合建筑物地基基礎的類型預測地下水對建筑工程可能存在的危害,并以實際狀況為前提,根據勘察區域的水文地質條件差異,對地下水存在的問題按照水文地質勘察計劃,找出應對的措施,保證水文地質勘察工作的進行,降低地下水對地質勘察工程的危害,提高建筑質量。進行水文地質勘察工作時,地下水與巖土的相互作用是重要的工作內容。尤其是地下水的運動,對于巖土工程的整體質量有著不可估量的影響,所以我們必須做好這方面的工作。它可能帶來的不良作用主要包括下述幾點:
3.1給基坑開挖造成的影響。進行基坑的挖掘工作時,地下水常常會流到基坑的內部,這便會影響基坑挖掘工作的順利開展,不僅延誤工作進度,還可能降低工作質量。這時,我們應該做的工作是及時的排水,可是這有可能會影響基坑結構的穩定性,甚至可能會使附近的建筑工程發生不均勻沉陷。
3.2給土質造成的影響。萬一基坑內涌入了地下水,則處理會影響工程的順利施工,還可能會影響地質結構的穩定性,極易產生流沙或者是管涌等問題,因此我們要極力避免地下水的這種惡劣影響。若基坑中存有地下水,還可能導致基坑的側壁變形或者是底鼓,無法保障基坑工程的質量。所以,在整個基坑施工的過程中,我們都一定要注意避免地下水的不良影響。
3.3地下水水位上升。導致地下水位升高的誘因是多種多樣的,主要有環境影響、人類活動和地質的變動等主要方面。在巖土工程的施工中,一旦地下水位發生變動,則會給工程施工帶來極其惡劣的影響。比如說地下水的水位上升會讓土壤沼澤化,水量的增大會增大對建筑物的腐蝕性,對整個巖體的結構造成破壞,導致一些巖土出現滑移、崩塌等現象,甚至使整個建筑工程喪失結構的穩定性,無法正常使用。
3.4地下水水位下降。在巖土工程施工中,經常會出現的一個問題就是地下水位的下降,主要原因是人們日常的生產生活中常常會抽取地下水,這便會導致地下水位的下降。而這一變化對于巖土工程的施工同樣有著非常惡劣的影響,可能會出現地面的不均勻沉陷、塌陷或者是地裂等問題,這對于巖土工程的整體結構是致命性的破壞,并且也不利于生態環境的穩定發展,因此,在施工的過程中一定要注意好這一問題,保證好施工的質量和安全。
4地質勘查過程中水文地質問題的注意事項
開展巖土工程的水文地質勘察工作時,不僅要分析水文地質狀況,還需要解決好與之相關的各種問題。在工作過程中一般會做好下列幾項工作:首先,必須給予各種水文地質問題足夠的關注,并保證各項水文地質參數的準確性,要了解施工地區的水文地質狀況、巖土結構和地下水的運動狀況。其次,開展工程地質的水文地質勘察工作時,若土層內含有地下水,則必須深入探究地下水的性質及相關參數,這樣才能給后續的工作提供科學的依據。
5結語
沙爾湖凹陷主力煤層位于侏羅系中統西山窯組下段,煤系含水層為西山窯組下段巨厚煤層及中、細粒砂巖弱含水層;大南湖凹陷主力煤層位于侏羅系中統西山窯組中段,煤系含水層為西山窯組中段砂巖孔隙-裂隙弱含水層組。研究區氣候炎熱干旱,雖在夏季存在降雨但蒸發量更大。因此,地表水屬于暫時性的,地下水均以地史期徑流弱補給及微弱大氣降水為主;由于巖石裂隙不甚發育,且多為泥質充填,地層滲透性差,徑流條件不佳,地下水運移緩慢,礦化程度較高,水質較差,屬于鹽水。大南湖凹陷東一勘查區含水層位于向斜軸部位的水位較低,為+430m左右,南翼順地層傾向向上鉆孔水位依次增高,但相差較小,由此可判斷出地下水順地層傾向流動;而東一區西側的3302孔水位下降較快,為+420.98m,隔壁西側勘查區鉆孔水位依次降為+412.44、+392.46m;沙爾湖凹陷煤系含水層由于與隔壁大南湖凹陷煤系屬同一含煤巖系,其水位標高大致為+400m,結合研究區礦化度較高、補給極少等條件,綜合判斷出地下水呈現順地層傾向,總體由東向西緩流-滯留的態勢,水文地質條件簡單。該條件對褐煤儲層的含氣量存在不利影響,褐煤儲層由于熱演化程度低,其含氣量大部分取決于生物氣的生成量,生物氣的形成取決于產甲烷菌的富集程度與活性:滯留水體對甲烷菌進入煤體不利,而過高的礦化度又會抑制產甲烷菌利用底物生成甲烷。因此,褐煤儲層埋深相對較淺的區域由于處于風化帶,加之斷層帶地層較破碎,斷裂構造比較發育,甲烷含量較低;而埋深較深的區域在風化帶之下,加之處于弱擠壓型構造環境,斷層斷距小且多被充填,即使礦化度高,地史期生成的原生或次生生物氣可以保存下來形成可觀的氣藏。
二褐煤儲層的水壓計算
褐煤儲層含氣量中大部分生物氣的形成離不開水這一介質。因此,水是褐煤儲層煤層氣形成及演化的必要因素;儲層壓力不僅控制煤層含氣量,而且還是儲層能量的維持者,水壓又是儲層壓力的主要貢獻者,褐煤儲層大多為含水層,且孔裂隙發育,對其來說水壓幾乎相當于儲層壓力。因此,水壓的計算在褐煤儲層的流體壓力求取及其演化史的恢復中占相當重要的地位。水壓等于水的密度、重力加速度、水頭高度三者的乘積,其直接受水密度的影響,但目前在對水壓進行求取時,常忽略水的密度受壓力、溫度、礦化度、溶解的氣水比及鹽與水的質量比所產生的變化,計算的水壓值不準確。水頭高度等于與煤儲層具有水力聯系的含水層的水位標高與煤層底板標高之差。水的密度隨溫度的升高而減小,隨礦化度的增加而增大,隨壓力的增加而增大,其求取可通過由水密度的諾謨圖推得的S-K方程得到。盡管S-K方程沒有考慮溶解的氣水比與鹽水質量比對密度的影響,這是因為當水中溶解氣較少,其對密度的影響微乎其微;而當地層水礦化度在104mg/L的數量級時,對密度造成的影響在10-5數量級以下(根據FWZ方程計算結果知),可以忽略不計。因此,筆者也主要考慮壓力、溫度、礦化度對水密度的影響,其中壓力就是水自身的壓力,其與水密度恰存在相關性,因此可根據下面的推導過程求得。
三結論
1)研究區由于氣候炎熱干旱,地下水補給徑流條件較差,褐煤儲層礦化程度較高,導致其次生生物成因氣生成受阻,含氣量低,隨埋深增加由于保存條件較好,含氣量逐漸增加。
關鍵詞:水文孔固井技術;煤田水文地質勘查;應用
1水文孔固井技術在煤田地質勘查中的應用
(1)管內注漿法。對海帶進行編制,形成辮子形,用于對水井管止水部位下端進行纏繞,同鉆孔直徑相比,纏繞的直徑略小,將其扎緊的過程中,應使用螺絲,同時,為了加大保護力度,應將托盤焊接到兩端。在焊死濾水管時,需要將鐵板應用于濾水管以上0.3~0.5m的位置,焊死操作在井管內進行,預防含水層被水泥砂漿灌入。止水膠皮位于注漿口管外,在高出這一部位3~5m的位置,應構建一個切口,15~20cm和1cm分別為長度和寬度,切口應有4~8個,對抽縫隙應在管壁兩側進行,同時將彈性膠皮門簾加在管壁外,在預防脫落時,應對膠皮兩側進行捆扎[1]。完成下管后,由于環狀間隙存在于孔壁和井管之間,必須在海帶有效膨脹后才可以對其進行封閉,此時應對水泥漿進行應用。注漿前需焊封孔口,此時應對3~5m厚度的鋼板進行應用,在其中間位置進行挖孔,焊接時應用鋼管,大小為0.3m,并將閥門開關安裝到孔口閥門鋼管上。完成注漿以后,應繼續注入清水,頂出泥漿泵殘余水泥漿和清水將注漿管,并關閉孔口閥門,在48小時以后,應掃開托盤,此時需要對鉆具進行應用,并展開洗井工作。(2)管外注漿法。對海帶進行編制,形成辮子形,用于對水井管止水部位下端進行纏繞,同鉆孔直徑相比,纏繞的直徑略小,將其扎緊的過程中,應使用螺絲,同時,為了加大保護力度,應將托盤焊接到兩端。同時,將膠皮環繞捆綁到海帶上部,確保半濕粘土被填充到膠皮中,同鉆孔直徑相比,膠皮最大直徑偏大。完成下管后,由于環狀間隙存在于孔壁和井管之間,必須在海帶有效膨脹后才可以對其進行封閉,此時應對水泥漿進行應用。注漿前準備工作同管內注漿法相同,但是,在注入水泥漿的過程中,需要分兩次進行,首次注漿時,應對止水位置下部10m左右的位置進行封閉,并應用泵送法注漿,并應用清水沖孔,直到清水從井口上泛出以后才能夠進行封孔操作,一邊提鉆具一邊注入水泥漿,嚴禁漿面與鉆具脫離[2]。在水泥漿初步凝固以后,應再次進行水泥漿的注入操作,完成兩次注漿并等到水泥漿初凝以后,才可以展開洗井工作。
2管內注漿法和管外注漿法對比分析
(1)管內注漿法優點與缺點。第一,優點。在對管內注漿法進行應用的過程中,可以實現一次性注漿,因此能夠節省施工時間,保證工程進度。在焊死濾水管時,需要將鐵板應用于濾水管以上0.3~0.5m的位置,焊死操作在井管內進行,在這一過程中,一定的靜壓力將產生于濾水管中,而在實際展開注漿操作的過程中,含水層在濾水管中就不會被井管外的水泥漿污染,因此施工效率和質量都能夠得到保障。第二,缺點。在應用管內注漿法展開施工的過程中,由于屬于一次性注漿,如果擁有較深的止水部位下端,在注漿時,將導致較大的壓力產生于管內。并且在操作中,不可以中途停止注漿,因此必須在實際施工中應用高質量和高性能的營建和設備,而一旦一定的故障產生于注漿設備中,就將對整個施工過程造成嚴重的損失。在完成注漿以后,48小時后才可以掃開托盤,即鐵板,如果此時含水層在濾水管中被水泥漿灌入,那么在處理這一事故的過程中將耗費大量的施工時間。(2)管外注漿法優點與缺點。第一,優點。注漿中可以通過多次注漿完成施工,中途可以進行一定時間的停留,同時,可以一邊對鉆具進行提離一邊展開灌漿操作,這樣一來,就可以促使壓力在管內有效降低。同時,在對這一方法進行應用的過程中,對設備的性能要求相對偏低,設備在運行中產生故障,也不會對整個注漿工作造成嚴重的影響,因此操作成功率更高。第二,缺點。在對多次注漿法進行應用的過程中,需要消耗較多的施工時間,如果施工人員沒有及時發現濾水管含水層中的水泥漿,將對后續施工造成影響。(3)可能發生的問題。在對管內注漿法進行應用的過程中,如果機械設備發生故障,或者兩個環節之間的銜接存在問題,都將直接造成失敗的注漿結果,同時會促使鉆孔無法在接下來的施工中繼續使用,從而影響工程進度的基礎上,給施工企業帶來嚴重的經濟損失[3]。在對管外注漿法進行應用的過程中,由于含水層位于濾水管內部,當有水泥漿灌入時,也將導致接下來的施工程序無法順利開展,最終影響工程進度。值得注意的是,當這一現象產生時,需要耗費比管內注漿法更多的時間,因此,對工程經濟效益造成的影響更大。
3結束語
綜上所述,近年來,我國在積極進行現代化建設的過程中,對煤礦資源的需求量有所增加,在這種情況下,相關部門加大了煤礦開展力度。值得注意的是,此項工作開展中擁有較高的危險性,因此,相關工作人員必須對煤田的水文地質條件進行詳細的勘查,才能夠有針對性的采用開采技術,提升開采的效率和安全性。水文孔固井技術的有效應用極大的促進了煤田地質勘查工作的進步,對我國相關領域的發展起到了重要的推動作用。
作者:曾慶博 單位:安徽省煤田地質局第三勘探隊
參考文獻:
[1]王麗偉.煤田地質勘查的危險因素及對策分析[J].能源與節能,2014(02):35-36.
1.1管理信息系統的應用
傳統的礦井水文地質資料主要是通過人工的方式來完成對資料的保存和統計的,其不僅具有較大的工作量,而且還具有較低的資料利用率,尤其是在更新維護的時候更加困難,礦井水文地質工作的效率受到了很大的影響。礦井水文地質管理信息系統可以對現代數據庫技術進行充分的利用,不僅可以全面的共享水文地質信息資源,同時,系統的自身可操作性也由于友好的用戶界面而變得越來越高。系統能夠以用戶的需求為根據,將氣象、觀測孔水位以及礦井涌水量等數據提供出來,從而可以方便的解決各種問題,因此其得到了十分廣泛的應用。
1.2自動成圖系統的應用
在圖形數據庫的支持下,礦井水文地質自動成圖系統可以通過對水文地質數據的利用,形成多種常用的礦井水文地質基礎圖件,而且還具備了輸出和編輯的功能。自動成圖系統在礦井水文地質工作中具有十分重要的作用,對礦井水文地質專用圖片的編輯和生成功能進行了強化,使得等值線圖、鉆孔柱狀圖以及水文地質剖面圖等繪制效率得以顯著提升,同時還極大地改善了繪圖的質量和效果。
1.3地理信息系統的應用
作為一個決策支持系統,地理信息系統能夠對與空間和距離分布相關的信息進行采集、存儲和分析。相對于自動成圖系統、管理信息系統以及事務處理系統而言,地理信息系統的最大特色就是其能夠對地理空間分布數據進行處理,也就是說其除了能夠對空間實置數據進行管理之外,同時還可以將與空間實置數據相關的空間位置數據反映出來,因此其可以有效協調、管理和分析實置之間的拓撲關系。這樣用戶既可以將對象的位置分布看到,同時也可以清楚地了解這些對象分別具有什么樣的信息;不僅可以以屬性信息為根據對空間位置進行查詢,同時也可以空間位置為根據對相關的屬性信息進行查詢。地理信息系統在對空間進行分析的時候通常都配備了具有強大功能的分析模型,比如網絡分析、緩沖區分析以及疊加分析等,因此我們可以認為地理信息系統的核心所在就是空間查詢以及空間分析功能,同時還是進行空間信息的決策和評價的非常關鍵的一種手段。
1.4人工智能系統的應用
人工智能系統中具有非常多的實際范例可以供學習使用,并且可以解決很多的礦井水文地質在生產出現的問題,這些問題在實踐中都屬于非結構性問題的范疇,因此雖然具有很多的實際觀測的資料,但是如果仍然選擇以往的技術和方法就很難將其內在的規律揭示出來。神經網絡在對這些實際問題進行解決和處理的時候具有十分獨特的優勢。遺傳算法:對待求解的問題參數實施編碼,最終將生物群體的各個個體形成,同時以優化目標最終將適應性函數的組成確定下來,并且以此作為依據對種群性能進行評估,還能夠對其環境適應能力進行判斷,這就是所謂的遺傳算法。遺傳算法具有高效實用的特點,而且其魯棒性和實質性性非常強,因此在人工智能模式識別以及非線性函數優化等各個領域中得到廣泛的應用,現在在對水文地質進行反演以及對地下水位進行預報的時候就已經開始運用地質方面的遺傳算法。專家系統:作為對專家的思維進行模擬的一種機制。專家思維主要是通過推理以及知識等各種方式的利用解決各種復雜問題的一種人工智能系統。專家系統具有某一特定問題領域的知識,所以其能夠有效的解決很多問題。專家系統最為關鍵的兩個組成部分就是推理題和知識庫,與此同時,專家系統還具有一定的解釋功能,也就是可以專門將系統的行為和結果解釋給用戶。專家系統在對一些非結構化以及不確定性的復雜問題進行解決的時候具有更加明顯的優勢,在解決礦井水文地質實際問題時候采用專家系統能夠解決很多的問題,特別是能夠解決礦井突水的問題。
2礦井水文地質信息系統發展趨勢
2.1多元化的發展趨勢
現在礦井水文地質決策支持系統要發展方向就是信息處理、信息分析、信息管理等多元技術支持融合的方向,對各種復雜水文地質數據進行處理的時候,礦井水文地質信息系統中的數據倉庫可以以各種信息的時間以及詳細程度為根據對其實施層次結構化管理,并且對多維數據庫技術進行了運用。因此相對于一般的數據庫而言,其對于支持決策的制定更加合適。
2.2智能化的發展方向
水文地質信息系統發展的一個非常關鍵的方向就是有效的結合人工智能系統的各種技術。在信息化不斷發展的今天,人們更希望系統并非簡單的分析和處理各種水文地質數據,而是能夠對人類大腦的神經系統和思維機制進行模仿,從而能夠將一些常規技術方法無法處理的問題解決掉。比如解決裂隙帶、發育斷層與礦井生產中突水以及涌水之間的關系,而且在礦井生產中這些問題都屬于迫切需要解決的問題。也正是由于具有著這種需求,才有效地推動了礦井水文地質決策支持系統不斷的朝著智能化的方向發展,現在礦井水文地質決策支持系統由于遺傳算法、人工神經網絡以及專家系統這些智能技術的運用變得越來越有活力。
3結語