孙魁
- 作品数：13 被引量：154H指数：8
- 供职机构：西安科技大学地质与环境学院更多>>
- 发文基金：陕西省自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国地质调查局地质调查项目更多>>
- 相关领域：矿业工程天文地球环境科学与工程农业科学更多>>
- 西北大型煤炭基地地下水监测背景、思路及方法被引量：37
- 2020年
- 我国14个大型煤炭基地中,西北地区分布有神东、陕北、黄陇、宁东、新疆等5个,2018年原煤产量占全国的46.28%。这些煤炭基地地处干旱半干旱地区,水资源贫乏,煤炭开发对含水层的扰动强度较大,甚至造成含水层结构损伤,地下水渗漏,水位下降并引发一系列环境问题。通过科学规划和采煤技术方法革新,调整煤炭开发布局和采煤技术方法,最大限度的减轻煤矿区含水层损伤,已经取得成效,但煤炭开发对地下水扰动动态影响的监控,必须通过建立矿区地下水监测网才能实现。论述了西北煤炭基地地下水监测网建设的背景和思路,介绍了陕西境内陕北、神东、黄陇三个大型煤炭基地地下水监测层位选择、建设部署及数据采集、传输与接收、管理。陕北、神东(陕西境内)和黄陇3个大型煤炭基地主要含水系统包括石炭系—侏罗系碎屑岩裂隙承压水与上覆第四系松散层孔隙潜水含水层系统、白垩系碎屑岩裂隙孔隙承压水-潜水含水系统和寒武—奥陶系碳酸盐岩岩溶水含水系统。地下水监测层位的选择以具有供水价值和生态意义,且受采动影响强烈的含水层为原则,陕北、神东煤炭(陕西境内)基地主要监测第四系萨拉乌苏组、第四系黄土、烧变岩和侏罗系风化基岩地下水,黄陇煤炭基地黄陇—永陇矿区主要监测白垩系地下水,渭北矿区主要监测奥陶系岩溶地下水。通过新建或改造原有水文长观孔,已经建成了由218口监测井构成的陕西境内大型煤炭基地监测网,监测数据采用自动化采集、无线传输与接收和统一管理,基本实现了监测数据的实时动态观测和规范化管理。
- 范立民孙魁孙魁高帅李成仵拨云彭捷郑苗苗姬怡微蒋蒙
- 关键词：地下水监测生态水位大型煤炭基地
- 基于保水采煤理念的地质环境承载力研究被引量：16
- 2019年
- 我国西部生态脆弱区采煤引起的水资源破坏和地质环境变化,已经严重制约了矿区经济、社会、环境的可持续发展。通过梳理保水采煤、煤矿区地质环境承载力的研究进展,结合目前西部富煤缺水地区的地质环境现状,提出了基于保水采煤理念的地质环境承载力内涵及基本研究思路。分析认为:基于保水采煤理念的地质环境承载力研究,应将保水采煤理念与地质环境承载力理论有机融合,系统分析"采煤活动—水资源破坏—地质环境效应"作用机理,从寻求煤炭开采、水资源保护、地表生态环境保护3者之间的最优解中阐述内涵。地质环境承载力评价方法研究,可采用属性分析、生态需求分析、数值分析、突变理论等方法,重点研究评价指标的量化方法、综合评价方法、承载能力及承载状态等级划分方法。对于承载能力的计算,可采用模拟实验,取得典型煤矿区承载能力下地质环境与开采强度临界值的关系数据,进而提取出控制和减轻煤矿区地质环境问题的保水采煤技术方法,确定合理的开采强度和规模。在承载力评价和计算的基础上,提出地质环境承载力影响因素的协同监测技术方法,并给出了承载力预警等级判定标准。所提出的基于保水采煤理念的地质环境承载力内涵及基本研究思路,以期丰富和发展保水采煤及地质环境承载力的科学内涵,为西部生态环境脆弱区煤炭资源开发与水资源保护协调发展提供理论与技术支持。
- 孙魁范立民夏玉成夏玉成李成仵拨云彭捷
- 关键词：保水采煤监测预警
- 鄂尔多斯盆地北部直罗组赋存特征及富水性被引量：11
- 2022年
- 鄂尔多斯盆地分布有黄陇、陕北、神东、宁东4个煤炭基地,主要开采侏罗系延安组煤层,顶板水害是区内煤矿开采的主要灾害,直罗组是主要突水水源之一。为研究直罗组含水层富水性特征,采用地学信息系统编图、微观孔隙结构测试与统计分析等手段,分析了直罗组含(隔)水岩组空间赋存特征,微观孔隙结构特征及其与富水性的关系。结果表明:受沉积环境的控制,直罗组可分为上、中、下3段,主要含水岩组为风化基岩段,粗粒砂岩、中粒砂岩和细粒砂岩段,主要隔水岩组为粉砂岩、砂质泥岩和泥岩段。风化基岩含水层段主要位于基岩顶部3.04~83.46 m,呈南北向条带状分布于研究区中部,风化基岩厚度和风化程度从中部向南北两侧逐渐变薄和减弱;直罗组下段砂岩含水岩组厚度、砂地比明显大于中上段,且下段砂体展布形态呈现出泛连式,连续性明显好于中上段;直罗组下段隔水岩组累计厚度、层数明显小于中上段,中上段含(隔)水岩组非均质性明显强于下段;对于直罗组正常基岩而言,直罗组中上段砂岩孔隙度类型以低孔为主,渗透率类型以超低渗~特低渗为主。直罗组下段砂岩孔隙度类型以中孔为主,渗透率类型以中渗为主,相比中上段,下段孔隙度和渗透率较大。直罗组遭受风化后,岩石微裂隙明显发育,相比正常基岩,风化基岩孔隙度和渗透率较大,孔隙度类型总体以中-高孔为主,渗透率类型以中-高渗为主,储水空间相比正常基岩较发育。通过分形理论将直罗组砂岩孔隙结构类型划分为4类,直罗组下段主要以I类孔隙为主,中上段以Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ类孔隙为主;根据Pearson系数法相关性分析结果,直罗组下段砂体厚度、直罗组下段砂地比以及直罗组下段隔水岩组厚度从宏观尺度上对直罗组富水性具有明显的控制作用,下段是直罗组富水性的主要“贡献”层段,根据3项指标将直
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- 关键词：富水性直罗组鄂尔多斯盆地北部微观孔隙结构
- 彬长矿区“对滑型”黄土滑坡及其形成机制被引量：15
- 2017年
- 近年来由于煤炭资源的高强度开采,黄土沟壑区因采煤沉陷引发的沟谷"对滑型"滑坡发育,且滑坡规模大,稳定性差。以李前—白厢滑坡为例,在现场调查的基础上,采用数值模拟分析的方法,探讨了"对滑型"黄土滑坡的形成机制,总结了"对滑型"滑坡的形成条件。研究结果表明:在工作面跨沟回采过程中,上方黄土层指向采空区中心的位移向量与采煤扰动作用下沿坡体倾斜的位移向量产生动态叠加,导致"对滑型"滑坡的发生,且回采后到达一侧的坡体往往早于先到达一侧坡体滑坡;坡向与回采方向相同的一侧,滑坡类型为推移式,坡向与回采方向相反的一侧,滑坡类型为牵引式,且推移式滑坡规模往往大于牵引式滑坡。"对滑型"滑坡的形成需要具备4个主要条件:黄土坡体、沟谷地貌、采矿扰动、降雨催化。
- 孙魁孙魁刘海南彭捷
- 关键词：采煤沉陷地表裂缝地质灾害
- 神府南区直罗组含水层富水性研究被引量：3
- 2022年
- 针对神府南区直罗组含水层的弱—中等富水性与煤矿开采实践中较大涌水量之间的矛盾,采用普通薄片、铸体薄片、压汞试验等测试技术,基于钻探、抽水试验和水质分析资料,从微观和宏观角度研究了直罗组含水层的富水性。根据孔隙、孔喉的大小分布及连通性,结合毛管压力曲线,将研究区的孔隙结构划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种类型,对比钻孔单位涌水量,从Ⅰ类到Ⅳ类孔隙结构,其富水性从中等富水逐渐变成弱富水;孔隙度和渗透率主要受孔喉大小、孔隙及吼道面积所控制,渗透率还受孔喉连通性和孔喉分布集中程度的影响。直罗组含水层富水性影响因素分析表明沉积相是富水性强弱的主控因素,其次是天窗,第三是构造发育及岩石风化程度和岩层渗透性变异,这些影响因素的特定组合,可能导致局部强富水,威胁煤矿安全生产,需加强煤矿区含隔水层三维空间展布研究。
- 方楚婧杨泽元范立民马雄德马雄德郭人泰张奥奇孙魁刘胜祖
- 关键词：微观孔隙结构富水性单位涌水量天窗
- 基于保水采煤的煤炭开采带与泉带错位规划问题被引量：7
- 2019年
- 榆神府矿区2017年原煤产量达到4.00亿t,是我国西部最重要的煤炭产区,矿区地下水资源相对贫乏,具有供水和生态双重价值的含水层为第四系萨拉乌苏组含水层和侏罗系烧变岩含水层,含水层位于煤层之上,矿区中东部、东南部煤层埋藏浅,煤炭开采对含水层扰动强烈,并造成了部分含(隔)水层结构损伤,隔水层的隔水性丧失,含水层地下水渗漏,造成地下水位下降,部分泉干涸。调查发现,目前的煤炭开采主要集中于泉密集分布的窟野河、秃尾河沿岸的北东向条带内,这一条带既是泉带,也是煤炭开采带,二者的重叠,无疑加剧了煤炭开采对泉的扰动。为了保护泉及生态环境,通过煤炭对地下水的影响机理分析,提出煤炭开采带西移东进的建议,认为西部煤炭资源埋藏深度大,煤层开采形成的导水裂隙带无法导通至第四系萨拉乌苏组含水层,东部第四系含水层富水性弱-极弱,属无水开采区。错位规划后,煤炭开采带内煤层埋藏深度适中区,普遍推广保水采煤技术;浅埋、极浅埋煤层区,推广地下水库技术,并加大水资源生态利用;对于不能推广保水采煤技术和水资源综合利用的矿井,可采取有偿异地置换的模式,根本上解决泉带破坏问题。为统筹布局泉带与煤炭经济带的错位布设,建议加大榆神矿区三、四期规划区的地下水监测密度,进一步完善区内地下水监测网。
- 范立民孙魁
- 关键词：萨拉乌苏组榆神府矿区
- 渭北煤田构造控水机理
- 在研究分析渭北煤田地质构造发育特征和演化的基础上，着重阐述了地质构造对渭北煤田奥灰水水文地质单元的边界条件、水动力条件、岩层富水性，以及矿井突水的影响等。结果表明：地质构造不仅控制了含水系统的结构形态，而且直接影响到地下...
- 王英孙魁安秀煜成龙
- 关键词：渭北煤田地质构造地下水
- 黄陵建新煤矿回采工作面瓦斯浓度超限危险性预测被引量：3
- 2016年
- 通过分析建新煤矿瓦斯地质特征,结合灰色关联分析结果,选取底板标高为影响工作面瓦斯涌出量变化的主控因素,运用图切剖面法,分析4-2煤层工作面绝对瓦斯涌出量变化与煤层顶板岩性及上覆4-1煤层分布的关系。将井田内4-1煤层尖灭区分为顶板砂岩分布区、顶板泥岩分布区,4-1煤层分布区作为一个单独区域,引入置信上限概念,采用一元线性回归分析法,分别对三个区域进行瓦斯涌出量预测;采用类比原则,将全井田4-2煤层分为回采工作面瓦斯浓度正常区(低瓦斯区)、超限警戒区(富瓦斯区)和超限危险区(高瓦斯区)。
- 孙魁王英张兴文
- 关键词：瓦斯赋存规律涌出量预测
- 巨厚煤层顶板离层水致灾机理研究被引量：9
- 2018年
- 为探讨巨厚煤层顶板离层水的致灾机理,以陕西焦坪矿区某矿1418工作面为研究对象,分析其突水特征及突水地质条件,并基于"拱梁平衡理论",对可致灾离层发育层位进行了判别,对离层水发育的周期进行了计算,采用UDEC数值模拟软件,对覆岩离层及导水裂缝带的发育过程进行了模拟。结果表明:可致灾的"空腔型"离层发育在直罗组泥岩和宜君组粗砾岩之间,主关键层破断周期间隔距离为190 m;导水裂缝带发育高度约245 m,导通至洛河组下段砂岩裂隙潜水含水层;顶板离层突水具有动态周期性特点,当"空腔型"离层形成稳定"储水体"后,随着顶板覆岩破坏程度的增加以及主关键层的破断,稳定"储水体"被打破,沿导水裂缝带涌入矿井,造成突水事故;随顶板覆岩的周期性破断,离层突水周期性发生。
- 孙魁王英王英李成方刚
- 关键词：导水裂缝带巨厚煤层
- 综放开采条件下煤层顶板涌(突)水危险性评价被引量：8
- 2019年
- 为评价综放开采条件下煤层顶板涌(突)水危险性,以焦坪矿区某井田为例,通过水质分析和导水裂隙带发育高度分析相结合的方法,对矿井顶板涌(突)水水源进行了判定,同时在基于GI-变异系数法的含水层富水性分析,基于砂泥岩分布图的离层发育危险性分析和基于裂采比的冒裂安全性分析的基础上,通过叠加分析对顶板涌(突)水危险性进行了评价。结果表明:矿井顶板涌(突)水水源为白垩系下统洛河组下段砂岩裂隙潜水含水层水,以及发育在宜君组粗砾岩与直罗组顶部泥岩之间离层空间内的离层水。顶板涌(突)水危险的区域主要分布在井田中部和西部,其中中部的一、二盘区由于煤层采厚较大,导水裂隙带突破洛河组底界的范围较广,顶板涌(突)水危险性最大,且存在局部离层强突水区;井田西部三、四盘区主要为顶板涌(突)水中等危险区;井田东北部五盘区,大部分区域为相对安全区,局部存在含水层突水中等危险区。
- 孙魁夏玉成夏玉成李成方刚
- 关键词：顶板水害
