(4) 提出了巨厚砂岩含水层分层抽水精细探查技术，提出了“适当波及、主动防控”的水害防控新理念与技术体系。创新性地采用双封隔器分层抽水系统对巨厚洛河组砂岩含水层进行分层抽水、取样、测试，以地下水动力学基础理论为指导，建立了双封隔器抽水的非完整井流参数求解模型，并计算出彬长矿区分层抽水的各层参数;以分层抽水成果为主，结合分层水化学测试、非同层抽水试验，查明了彬长矿区巨厚洛河组砂岩含水层为非均质各向异性含水层，垂向可分为上、中、下三段，且下段富水性较弱;形成了煤层开采全过程的导水裂隙带综合探查方法，并在彬长矿区综放开采工作面进行裂隙带高度实测，辅助开展覆岩破坏FLAC3D软件数值模拟和相似材料物理模拟，综合确定彬长矿区煤层综放开采导水裂隙带高度可达采高的22.3倍，多数区域均可波及洛河组含水层下段;概化出裂隙带仅波及洛河组砂岩含水层下段的水文地质概念模型，采用有限差分模拟软件Visual MODFLOW模拟该水文地质条件下含水层渗流规律，发现导水裂隙带仅波及洛河组含水层下段时，含水层水位不会整体下降，且充水强度也小于初始认识;以此为基础提出了巨厚砂岩含水层仅下段受裂隙带波及条件下的递进渗流充水模式，该模式的形成条件为含水层非均质各向异性、垂向渗透性低、裂隙带部分波及。在渗流规律认识基础上，提出了“适当波及、主动防控”的巨厚砂岩含水层水害防控思路，以控制涌水量为核心，允许裂隙带适当波及含水层，并建立涌水量精准预测方法与配套的防、排、控水综合技术体系。

(5) 分析了侧向补给型烧变岩水害形成机制，提出了以帷幕墙构建为核心的烧变岩水害防控技术。利用水文地质钻探、物探、化探、地面抽水和井下疏放水试验等手段查明了研究区烧变岩分布范围与水文地质特征，弄清了5-2煤的主要充水水源和充水通道，揭示了水库水与烧变岩水的水力联系，建立了烧变岩注浆帷幕截流保水开采新技术。5-2煤开采的充水水源为4-2煤烧变岩水，主要补给源为常家沟水库水，补给通道为4-2煤烧变岩空隙介质，充水断面为4-2煤烧变岩全过水断面;4-2煤烧变岩受注体为砖红色碎裂结构岩石，空隙率为8%~15%，渗透系数为65.3~148.7m/d，受注体可注性好;帷幕墙东西向长度为625m，采用双排钻孔布置，顶界面标高不低于常家沟水库水位标高+1137m;制定了科学的钻探和注浆施工工序和工艺。实施的双位双向引流注浆、烧变岩全断面分区注浆、防渗截流效果即时检验等注浆帷幕关键技术效果较好。目前，152-2和工作面已回采结束，工作面涌水量不超过5m3/h，实现了5-2煤的安全、绿色开采。

本书汇集了研究团队多年来在鄂尔多斯盆地煤层顶板水害防控的重要成果，在总结大量的水害实例和防控经验的基础上，综合了理论研究、模拟测试、现场试验、工程示范等手段，分析了水害形成机理并构建防控技术体系，是鄂尔多斯盆地水害防控的重要理论与技术成果，对我国鄂尔多斯盆地及类似地区的煤炭资源安全、高效、绿色开发具有重要的借鉴意义。

展 望

随着“一带一路”倡议的提出及我国煤炭资源开发战略西移，鄂尔多斯盆地千万吨矿井群进一步开发建设，能源基地地位更加凸显。由于盆地内煤炭资源丰富、开采强度和开采规模巨大、地下水赋存条件优良，煤层开采将始终受到顶板水害的严重威胁，并面临着水资源保护的艰巨任务，煤炭资源开发与水资源和生态环境保护之间的协调难度大。为此，鄂尔多斯盆地水害防控工作将任重道远，未来顶板水害防控有以下几个重点发展方向。

(1)推进防治水工作治保结合，研发煤层顶板采动岩体裂隙修复矿井减水技术。厚层砂岩含水层的高强度涌水不仅威胁矿井安全，而且破坏了地下水环境。在综合研究不同岩性组合下导水裂隙闭合规律的基础上，研发大型工程性人为干预方法，减小采动裂隙导水能力、促进裂隙的修复愈合，切断顶板含水层水向采空区流动的导水通道，避免含水层向采空区持续大量充水，减小矿井涌水量，同时有效保护地下水资源。

(2)推进防治水工作治用结合，形成水害防控-矿井水资源综合利用-生态环境保护一体化技术。鄂尔多斯盆地多数矿井位于我国的生态脆弱区，区域水资源匮乏，生态环境脆弱。基于水害防控、矿井水资源综合利用与生态环境保护的综合需求，进行控水开采设计，减少矿井涌水;基于“分质利用”理念，开展矿井水资源化利用，缓解西部矿区富煤贫水的矛盾;以水为纽带，形成面向矿区生态环境保护的地质保障技术体系。

文章来源：《水动力学研究与进展》 网址: http://www.sdlxyjyjzzz.cn/zonghexinwen/2022/0121/729.html

上一篇：二维钙钛矿中超快激子解离动力学研究取得新进
下一篇：河海大学唐洪武教授当选中国工程院院士