水文地质煤炭储备软件(中国煤炭水文地质局)
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水文地质人员应掌握哪些软件
1、基本软件:office、cad、MapGis、photoshop、coreldraw2、建模软件(如果不从事建模工作,略微了解即可;从事建模工作,也只需熟练掌握一种即可,目前较成熟的软件有)GMS、visual
modflow、feflow、Hydrus3D、processing
modflow等3、其他行业软件aquifer
test、Aquachem、spss等其实除了基本软件以外,没有必要什么软件都要会,只需根据你的工作性质而定
各位前辈,我是学地质的,刚签了邯郸中国煤炭地质总局水文地质局,这个单位好吗?以后一月能拿多少钱啊?
水文地质局的办公楼就在离我家不远的对面,就隔了一条联纺路,反正中煤的办公楼都在滏河大街上,离得都不是太远!单位一般,研究生学历刚开始也就一个月的工资RMB2000~3000(看你到哪个部门了,下基层劳动量大,条件又艰苦当然给的就多了!)。不过不错了,至少专业对口,人家又是事业单位!
煤矿水文地质模拟的重要意义
据有关数据表明,自2002年起到2008年,一次性能源消费连续增长,其增幅超过2.4%。而国际石油价格也在一路攀升,许多国家不得不调整能源使用结构,逐渐降低石油消费比例,转而提高煤炭比重。
煤炭行业是我国国民经济的支柱产业,是关系国计民生的基础性行业,在国民经济中具有重要的战略地位。煤炭作为中国工业化进程的主要能源基础,对整个国家的经济发展起着举足轻重的作用。进入“十一五”规划期,中国的“富煤贫油少气”的能源储备特征和进入“重化工业主导型”经济发展阶段的特点,决定了在较长时期内,煤炭是我国一次能源消费结构中占主导地位的格局将长期保持不变。结合中国经济发展的实际情况和国际形势,国家发改委在《能源发展“十一五”规划》中进一步决定和明确了“坚持节约优先、立足国内、煤为基础、多元发展”的能源方针,提出“2010年中国煤炭消费量占一次能源消费总量的66%”。
据国家统计局的数据,2008年煤炭一次消费增长5.8%,占全球增长的2/3以上。为此我国不断加大投入,增加煤炭产量,到2008年原煤产量达到了27.93亿吨,同比增长10.6%。
图1 我国煤炭生产与消费情况
如此巨大的需求,就需要不断加大煤炭资源勘探和开发。我国各省、市、自治区,除上海和香港、澳门特别行政区外,都有煤炭产出,但分布不均。特点是西多东少、北富南贫,相对集中。煤炭资源总量中,分布在大兴安岭太行山雪峰山一线以西的12个省(市、自治区)占有总资源的89%,保有储量的87%;而该线以东的20个省(市,自治区),仅占总资源量的11%,总保有储量的13%。按各省(市,自治区)统计,资源量最多的前十名依次是新疆(16210亿t)、内蒙古(12053亿t)、山西(6830亿t)、陕西(2922亿t)、宁夏(1991亿t)、甘肃(1905亿t)、贵州(1866亿t),共计47108亿t,占总资源量的93.11%。依保有探明储量排序,前十名依次为山西(2578亿t)、内蒙古(2247亿t)、陕西(1619亿t)、新疆(952亿t)、贵州(524亿t)、宁夏(309亿t)、安徽(245亿t)、云南(242亿t)、河南(227亿t)和山东(227亿t),共计9558亿t,占保有储量的95.34%。
我国煤的种类齐全,从褐煤到无烟煤,各个煤化阶段的煤都有赋存,能为各工业部门提供冶金、化工、气化和动力等各种用途的煤源。其中炼焦用煤占25.4%,无烟煤和贫煤占17.2%,褐煤占13%。低变质的烟煤(长焰煤,不黏煤,弱黏煤等)占42.5%,低变质烟煤不仅数量大,且煤质好,是煤炭资源中的一大优势煤类。其中大同的弱黏煤,神府和东胜的不黏煤,灰分、硫分很小,被誉为天然精煤。
在开采实践中,我国煤矿生产中事故频发,百万吨死亡率是美国的近200倍,是南非的30倍,是印度的12倍。煤矿突水是矿井五大灾害之一,严重影响生产安全并造成重大的经济损失。例如1984年6月2日,范各庄矿2171综采工作面,揭露隐伏导水陷落柱,奥陶系岩溶强含水层的高压水经陷落柱溃入矿井,高峰期突水量达2053m3/min,造成范各庄、吕家坨二矿淹没,林西停产,唐家庄、赵各庄矿减产,直接经济损失数亿元。据国家煤矿安全监察局的资料统计显示,受当时煤炭市场低迷影响,1995~2000年全国煤矿水害事故总体上呈逐年下降的趋势;而2000~2005年,水害事故总体上呈现逐年上升的趋势(如表1)。突水仅次于瓦斯事故,已成为名副其实的煤矿第二杀手。并且,突水造成的直接经济损失一直列在各类煤矿灾害之首;过去20年间,有250多对矿井被水淹没,直接经济损失高达350多亿元。
表1 2000~2006年间煤矿重特大突水事故统计
注:引自“973计划”:煤矿突水机理与防治基础理论研究。
严重的水害和复杂的水文地质条件还使大量的煤炭储量无法开采。据统计,北方石炭系—二叠系是我国主要含煤岩系之一,其预测储量占全国预测储量的26%,保有储量4097亿t,占全国保有储量53.8%。但北方一些主要煤矿区,受岩溶水威胁的煤炭资源达160亿t以上,仅河北、河南、山东、江苏、安徽及渭北等地区,矿井保有储量384.5亿t中受水威胁的煤炭储量达149.71亿t,占37%(武强等,1995)。受水威胁的矿井中煤炭大多煤质好,在国民经济建设中具有重要的战略地位。因此对矿井水文地质规律、矿井地下水运动模拟的研究,对于解放我国东部受水威胁的煤炭资源,提高资源回收率具有重要的指导意义。
随着煤矿生产技术的发展,资源开采强度增强、矿井深度不断延伸,多数矿井面临更为复杂的水文地质条件,煤矿水害威胁日趋严重,产生了一系列的水环境问题,具体如下:
1.采矿对区域地下水位及流场的影响
对我国来讲,煤炭生产以深部开采占大多数。为了维持采矿的正常进行,采煤工作面的横向和纵向的发展以及工业城市生活用水的迅猛增加,必须大量开采地下水或将工作面周围的水、潜在的水排出,这导致矿井排水量逐年加大,排水费用也逐年增多,地下水位急剧下降。相应地,所形成的地下水降落漏斗范围和幅度越来越大,地下水的流场也发生了明显的变化。作为我国特殊现象的汲水井也因为地下水位的大幅度下降而基本消失。自1975~1995年间,河北省煤矿开采区的地下水位急剧下降,其中浅层地下水位由平均5.88m降至11.88m,而深层地下水位则由平均7.37m下降到30.25m,形成了十余个大小不等的降落漏斗。
在我国典型的大水矿区如焦作、峰峰和开滦等,这种情况尤其严重。例如在焦作矿区,1952年排水量仅1.501m3/s,地下水位为105m;1965年矿坑排水量为4.96m3/s,地下水位为93m,地下水位比1952年下降了12m;1978年矿坑排水量增加到5.55m3/s,地下水水位大约在85m左右;1982年矿坑排水量为8.463m3/s,地下水位为83m,并在电厂岗庄水源地大规模集中开采区形成多边形枕状漏斗;1993年矿坑排水量增加,使得地下水位急剧下降,平均地下水位为71m,最低水位位于岗庄水源地,为62.08m。在短短的40年时间里,地下水位下降幅度达43m左右,大大增加了取水的费用,也加速了生态环境的恶化。由于矿坑排水改变了孔隙水的补、径、排方式,目前孔隙水主要接受大气降水、城市排污及矿坑排水渗漏补给,而矿坑排水近山前地段孔隙水基本疏干,其埋深在60m以下,形成了空前的疏干区。作为焦作矿区的大矿之一,九里山矿附近形成了孔隙水降落漏斗,焦作市城区造纸厂、化工一厂及平原光学仪器厂等单位单井涌水量减少,化工一厂有多口井报废,其造纸厂用水量急剧下降,生产用水紧张。
2.采矿对周围河川径流的影响
由于煤层浅埋藏区煤矿采空范围扩大,采空区星罗棋布,其引发的裂缝(董兆祥,1997),甚至地面塌陷范围也逐渐扩大,造成了周边河川径流量大量减小,在个别区域甚至出现河流断流的情况,农业灌溉和部分城市的生活用水受到严重影响。西山矿区的西山冶峪沟董茹站以上的流域,面积达18.9km2,在不同时段流域平均降水量与实测河川径流量的关系见图2所示。
图2 西山矿区流域不同时段流域平均降水量与实测河川径流量的关系
3.煤矿排渣对水源的污染
采矿的排渣主要是各种矸石。对煤矿来说,煤矸石是煤矿采掘和洗选加工过程中排出的废渣。它的排放量与煤的埋藏条件、开采方式等因素有关。煤矸石是由灰分高、发热量低的炭质煤岩和少量煤块组成,其主要成分为碳、氢、氧、硫、铁、铝、硅、钙等常量元素和镉、铬、砷、铅、汞、铜、锰、氟等痕量有毒元素(刘国昌,1998;张忆晋,1990;国家环保局监督理司,1992;程胜高,1999;中国环境科学学会,1984)。目前,由于利益的驱使,小煤窑这个顽疾屡禁不止,矿山千疮百孔,乌烟缭绕。在采掘和洗煤过程中排出的煤矸石都未经过处理,直接排放在水沟、山坡和平川。煤矸石长期露天堆放,经日晒雨淋、风化侵蚀,天长日久便发生自燃,释放出大量的有害气体,严重地影响了矿区及周围的大气质量,进而污染了大气降水。一部分有害元素经雨水或地表水的淋滤作用,给地下水造成严重污染。在我国大型露天煤田———神木的石圪台矿区,这种情况更为严重。在对该矿的环境调查过程中,发现在该矿周围分布着许多大小不一的小煤窑。这些煤窑只追求效益,对煤层不全采(留有大量不好采的煤),大大浪费了煤炭资源,同时其分选更是浪费惊人,将其认为赚不了钱的许多可利用的煤块丢在道路两旁和河道里。经过长期的风吹日晒,淋滤的水直接排到河道和渗到地下含水层中,使地表水和地下水受到严重的污染。据群众反映,以前河里的水非常清澈,可以直接饮用,而现在却变成了黑乎乎的污水。
煤矸石自燃是一种普遍现象,这在神木的石圪台矿区也非常典型。青烟缕缕随处可见,对环境的污染相当严重,主要是硫、碳、氮、氧化物和烟尘对大气的污染。被污染的大气通过降水,间接地污染靠大气降水补给的地表水和地下水。
4.采矿对矿区外围水源的影响
随着煤矿开采深度的不断增大,排水量也在不断增加。疏干区形成相对低压带,破坏了原来的地下水系统循环和存储条件,在一定的水文地质条件下,地下水有可能穿透原有的相对隔水层而发生突水灾害。
资料表明,太原西山地区岩溶水在构造裂隙的综合作用下,形成统一的水动力系统,具有一致的补给径流和排泄条件。一旦发生突水,势必要影响整个系统的补、径、排条件,从而使原有的排泄点流量减少,矿区外水源受到严重威胁。根据晋祠水源保护办公室调查的结果,风峪沟内乡镇小煤窑采煤排水很大程度地影响着晋泉出水量。
在我国有着悠久采矿历史的唐山,其问题就更加明显。据有关资料,唐山市的大部分矿坑排水、生活污水以及工业废水没有经过处理或处理不达标就直接排放,对周围水质造成较为严重的污染。比较突出的是陡河市区段,其酚含量超过国家标准的173倍,氰化物含量超标6倍,而且还出现了镉和氟的污染区。
随着西部大开发政策的实施,在西部国民经济中占重要地位的神府煤田的煤炭生产对生态环境的影响也被逐渐重视起来。特别是在缺水的西部,如何保护好水源已成为最迫切的问题。经测定在沿乌兰木伦河上游和下游分布的补连、大柳塔和敏盖兔3个矿点中CODMn,NO3-N等成分的含量呈递增趋势。另外从各河、沟、川大量的水分析结果看,无论是枯水期和平水期,其水质几乎都超出地表水二级标准。经分析认为,产生以上后果的原因主要归结为乌兰木伦河两岸及沟岔分布有比较密集的煤矿点,矿坑排水、工业设施附属厂及生活排污对乌兰木伦河造成重复污染。尽管有些有害元素和离子未超标,却已经有超标的发展趋势。
多年来矿业工作者一直致力于地下水方面的研究工作,但由于我国煤矿地质条件(尤其是构造条件)非常复杂,开采方式各异,再加上生产技术、探测技术、监测技术水平的限制,矿井突水事故时有发生。因此,煤矿地下水模拟技术的研究是我国乃至世界的重大难题,对其研究将对我国受水威胁的煤矿安全开采和水环境的保护有着重要的意义。