王皓
- 作品数：9 被引量：85H指数：5
- 供职机构：煤炭科学研究总院更多>>
- 发文基金：陕西省自然科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程天文地球更多>>
- 西部风沙区采煤塌陷地裂缝影响下的土壤水分运移规律及调控方法
- 浅埋煤层开采经常诱发一系列的生态环境问题，为研究浅埋煤层开采区地面塌陷影响下的土壤水分运移规律并提出相应的调控方法，以西部风沙区浅埋煤矿为研究对象，将采煤塌陷对包气带结构的影响分为3 个阶段：开采前，包气带较薄，土壤颗粒...
- 王强民董书宁王皓杨建王晓东赵春虎张溪彧
- 关键词：风沙区采煤塌陷土壤水分运移浅埋煤层
- 西部风沙区采煤塌陷地裂缝影响下的土壤水分运移规律及调控方法被引量：22
- 2021年
- 浅埋煤层开采经常诱发一系列的生态环境问题,为研究浅埋煤层开采区地面塌陷影响下的土壤水分运移规律并提出相应的调控方法,以西部风沙区浅埋煤矿为研究对象,将采煤塌陷对包气带结构的影响分为3个阶段:开采前,包气带较薄,土壤颗粒相对均一;开采中,水位明显下降,包气带厚度急剧增加,裂缝发育且土壤颗粒均一性变差;开采后,风沙区大多数地裂缝自然弥合,但土壤中的黏性颗粒减少,砂性颗粒增多,出现明显的粗化现象。以此为物理背景,构建了不同裂缝宽度二维土壤水分运移模型,结果显示:无裂缝时湿润锋平行向下运移,同一深度的土壤含水率基本相同,裂缝存在时湿润锋沿着裂缝快速运移,优势渗流现象明显;土壤含水率随裂缝宽度的增加呈减小趋势,含水率影响范围随裂缝宽度增加呈增大趋势;当包气带厚度大于极限蒸发深度(300 cm)时,入渗补给量和包气带厚度基本无关,仅会延长土壤水分通过包气带运移到潜水面的时间,对地下水的潜在补给量影响较小。现场调查了塌陷区和非塌陷区沙蒿的生长状况:受塌陷区土壤水分匮缺(吸水水源不足,含水率小于0.1 cm^(3)/cm^(3))和塌陷诱发的植被根系密度降低(吸水通道降低,根系总干质量减小21.7%)2种因素影响,塌陷区沙蒿平均地上生物量相对非塌陷区减小22.2%。提出了地面塌陷影响下的土壤水分运移调控方法:煤层开采中,通过调整工作面宽度和开采厚度,减小地面塌陷的发育程度,从而减小塌陷区土壤含水率的损失量;开采后,开展塌陷区土壤重构时,考虑不同植被的耗水特征,在植被根系土壤层下衬垫10~30 cm的黄土,可明显提升植被根系层的土壤含水率,加速矿区植被恢复进程。
- 王强民董书宁董书宁杨建王皓赵春虎张溪彧
- 关键词：风沙区采煤塌陷土壤水分运移浅埋煤层
- 煤层顶板巨厚基岩含水层空间富水性评价被引量：12
- 2021年
- 我国西部侏罗系煤田煤层顶板含水层垂向非均质性强,富水性差异大,使得导水裂隙带波及含水层深度不同时,工作面涌水量不同,水害威胁程度各不相同。为科学描述垂向不同深度含水层富水性对涌水的影响,将含水层简化为多层层状结构,由此概化出含水层空间富水结构表达模型。以彬长矿区亭南煤矿煤层顶板洛河组含水层为例,提出影响含水层空间富水性差异的含水系统、流动系统和地质构造3个方面,确定出含水层厚度、冲洗液消耗量、岩心采取率、中粗砂岩占比、地层埋深、水化学矿化度、褶皱构造7个主控因素,并采用AHP层次分析法确定各主控因素对富水性的影响权重,形成空间富水性评价模型。绘制含水层垂向各层状结构的主控因素专题图,并将其信息统一归一化处理,采用空间多源信息融合技术叠加,得出含水层上段、下段的富水性分区。评价结果表明,洛河组含水层上段可划分为“强、较强、中等”3个区,下段划分出“强、较强、中等、较弱、弱”5个区,对比表明上段富水性整体好于下段,并通过井田范围内不同层段含水层抽水试验成果进行拟合验证。由此得出,该富水性评价模型可充分反映含水层不同空间位置(平面、垂向)的富水性差异,对于导水裂隙带仅波及含水层部分层段条件下的顶板水害危险性评价有指导作用。
- 郭小铭王皓周麟晟
- 关键词：富水性多源信息融合水害防治
- 生态脆弱矿区高强度植被恢复对地下水补给的影响被引量：16
- 2020年
- 为研究生态脆弱矿区高强度植被恢复对地下水补给的影响机制,结合野外裸土区和植被覆盖区两个原位试验点的观测数据,以两种模式下的降水—土壤水—地下水转化过程为研究对象,在遥感解译和野外原位观测试验的基础上,采用数值模拟分析不同叶面积指数条件下的植被耗水特征和降水入渗系数。研究结果表明:矿区尺度的植被指数和植被净初级生产力都呈持续增加现象,表现为低覆盖区连续减小,中、高覆盖区持续增大;裸土区20 cm处土壤总水势最大,表现为土壤水自20 cm处向上、下两侧运移,较易接受大气降水的补给。植被覆盖区土壤总水势远低于裸土区的土壤水势,在根系密集区出现水势低点,表现为上部、下部和侧向的土壤水向植被根系处运移,不易接受大气降水的补给;裸土区地下水位表现出缓慢上升的趋势,以低强度的入渗补给为主;植被覆盖区地下水位表现出明显的持续下降趋势,以高强度的蒸发排泄为主。受植被蒸腾耗水影响,地下水面处水分垂向交换量由-0.035 cm/d(入渗)增加至0.480 cm/d(排泄),使得水分运移方向和水分垂向交换量都发生明显改变;随着叶面积指数的增加,植被耗水量呈增加趋势,土壤中向下运移的水流通量逐步减小,导致地下水接受降水的补给量减小,表现出随着叶面积指数的增加,降水入渗系数逐步减小。数值模拟结果表明,裸土条件下风积沙的入渗系数为0.54,随着叶面积指数由0增大至3.5,入渗系数减小至0.198,减小幅度高达63.3%,对榆神矿区的地下水补给产生重要的影响。在榆神矿区植被恢复的工程实践中,应优先考虑植被类型和植被覆盖度两个基本要素,选择耗水量较小的植被类型和适宜的植被覆盖度,避免出现由于区域生态耗水量过大引发的降水入渗补给量大幅减小的现象发生,以实现生态脆弱矿区植被恢复与地下水资源保护�
- 王强民董书宁王文科王文科
- 关键词：植被恢复植被覆盖度地下水补给叶面积指数
- 高承压型矿井奥灰含水层数值模拟研究被引量：5
- 2010年
- 基于数值模拟技术,以峰峰煤田九龙井田煤系地层基底下伏奥陶系灰岩岩溶强含水层放水试验成果为基础,采用三维地下水模拟软件Visual MODFLOW建立井田奥灰地下水系统的三维数值模型。经过模型的校正分析,系统认识了矿井水文地质条件;通过参数灵敏度分析,反演得出合理的含水层水文地质参数。
- 赵春虎丁湘王皓何渊
- 关键词：底板水数值模拟
- 华北型煤田奥灰顶部岩层隔水性能及利用与注浆改造关键技术
- 随着煤炭工业的快速发展,华北型煤田各大矿区的浅部煤炭资源日趋枯竭,逐渐向深部延伸开采。深部煤层距奥陶系灰岩强含水层的距离较近,承受的奥灰岩溶水压高,水量大,许多矿区深部煤炭资源的底板奥灰突水系数已超临界值,灾害性水害事故...
- 王皓
- 关键词：华北型煤田可利用性注浆改造
- 蒙陕接壤区煤层顶板涌水水源智能判别方法
- 2024年
- 蒙陕接壤区煤炭高强度开采诱发的煤层顶板水害问题日益凸显,高效智能地判别煤层顶板涌水水源是顶板水害防治的关键。以蒙陕接壤区3个典型矿井为研究对象,将无机指标K^(+)+Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、HCO_(3)^(-)、TDS和有机指标UV_(254)、TOC、溶解性有机质(DOM)的荧光光谱作为判别指标,利用主成分分析法(PCA)对80组地下水水样数据进行主成分提取,提出一种人工鱼群算法(AFSA)改进随机森林(RF)的PCA-AFSA-RF顶板涌水水源智能判别方法。首先,建立PCA-RF判别模型,其准确率(A_(c))、精确率(P_(r))、召回率(R_(c))和F-measure指数(f_(1))分别达到了83.00%、83.17%、80.42%和79.57%;其次,通过AFSA对PCA-RF判别模型中决策树数目、树深和内部节点分裂所需的最小样本数进行寻优,在AFSA中引入遗传机制以避免陷入局部最优,建立基于PCA-AFSA-RF的煤层顶板涌水水源智能判别模型,该模型A_(c)、P_(r)、R_(c)、f_(1)分别达到92.18%、91.11%、87.58%和88.82%,较PCA-RF分别提高9.18%、7.94%、7.16%和9.25%,回代准确率达到97.50%;最后,利用该模型对12个矿井水水样进行判别,结果与现场实际相一致,表明AFSA改进后的PCA-RF模型具有更好的准确性和泛化能力。研究结果可为煤层顶板涌水水源的准确判别提供新方法。
- 王皓孙钧青曾一凡尚宏波王甜甜乔伟
- 关键词：顶板涌水
- 西部侏罗系矿区充水含水层水文地球化学特征及矿井水来源综合识别被引量：20
- 2021年
- 本文以水文地球化学理论为指导,基于研究区水文地质条件及矿山水害研究基础,构建了不同充水含水层水化学和氢、氧同位素基础特征值,结合不同煤层埋深煤矿含隔水层组合特征和导水裂隙带发育高度,综合识别了浅埋、中深埋和深埋多个煤矿的矿井水来源。研究结果显示,受水岩作用和水动力条件等因素影响,煤层上覆不同充水含水层地下水水化学类型和氢、氧同位素值差异明显;随着煤层埋深的增大,矿井水的矿化度呈显著增加趋势,氢、氧同位素整体呈减小趋势;在此基础上,综合采用水化学和环境同位素的方法对研究区不同煤层埋深煤矿的矿井涌水进行识别,认为浅埋煤矿矿井水为第四系松散含水层地下水和侏罗系砂岩含水层地下水的混合水,深埋和中深埋煤矿矿井水主要为侏罗系砂岩含水层地下水。
- 王强民王皓王皓张溪彧董兴玲
- 关键词：水化学特征环境同位素水岩作用
- 煤矿区放水试验中示踪剂的运移规律被引量：10
- 2010年
- 以地下水动力学的相关理论为基础,提出应用溶质运移模型对放水和示踪联合试验中获取的水量、水位及示踪剂浓度时间序列数据进行定量研究的方法。对裂隙介质溶质运移的基本规律、数学模型及其数值解法进行了系统的总结,对比各种解法的优缺点及其适用条件,并给出了联合试验溶质运移规律模拟分析的流程。
- 王皓杜剑卿李竞生
- 关键词：溶质运移矿井涌水量
