Tres modos de flujo de nivel de agua de doble capa

Como todos sabemos, debido a diversas razones geológicas (cambios de litofacies, diferencias de composición, intrusión de magma y actividad tectónica, etc.) y a las múltiples capas de piedra caliza del Ordovícico. En sí mismas propiedades, la permeabilidad de los acuíferos de piedra caliza a menudo varía de grande a pequeña en el perfil y no es igual (como el acuífero de brecha singenética del depósito de Tieshan, el depósito de diorita del depósito de Zhaokou, etc.). En el fondo, la permeabilidad al agua del acuífero mostrará un patrón de cambio fuerte → débil → subfuerte, es decir, K1 > K3 > K2. A este patrón de cambio en la permeabilidad de fuerte a débil a subfuerte lo llamamos forma de V. Dado que este modelo fue descubierto y utilizado por primera vez en el depósito Zhaokou, también se le llama modelo Zhaokou (como se muestra en la Figura 2-3).

El flujo a nivel de agua de doble capa formado por un acuífero con permeabilidad modelo Zhaokou se denomina flujo a nivel de agua de doble capa Zhaokou (en lo sucesivo denominado flujo a nivel de agua de doble capa).

La característica más importante del modelo Zhaokou es que el acuífero se compone de tres partes: una sección de acuífero fuerte, una sección de acuífero débil (o sección de aislamiento de agua) y una sección de acuífero subfuerte, y tiene una estructura ternaria en el perfil. La unidad combinada compuesta por esta estructura ternaria se llama unidad en forma de V.

En la misma sección de un acuífero extremadamente grueso, puede haber sólo una unidad en forma de V, o puede haber varias unidades en forma de V al mismo tiempo (Figura 2-4).

Figura 2-3 Diagrama esquemático del modo V

Figura 2-4 Diagrama esquemático de combinación del modo V

(B) Modo L (o modo Iron Mountain)

La Figura 2-5 muestra otro modo de doble nivel de agua: el modo L. Debido a que fue descubierto y utilizado por primera vez en el depósito de Tieshan, también se le llama modelo de Tieshan.

Figura 2-5 Diagrama esquemático de la sección transversal en forma de L

La característica más importante del modelo Tieshan es la estructura binaria en la sección transversal. La permeabilidad del acuífero de piedra caliza del techo del depósito de Tieshan disminuye gradualmente de manera significativa de arriba a abajo. No hay una capa (o cuerpo aislante de agua) obvia en el medio, pero cerca de la zona de contacto, es una zona estructural débil. con fisuras de disolución desarrolladas la permeabilidad y la entrada de agua a menudo se expanden repentinamente. Este cambio a veces es muy notorio. A este patrón en el que la permeabilidad disminuye gradualmente de fuerte a pequeña y luego aumenta repentinamente después de alcanzar una determinada posición, lo llamamos modelo de Iron Mountain. A esta unidad compuesta de estructura binaria la llamamos unidad L.

En un mismo tramo geológico puede haber sólo una L unidad o varias L unidades a la vez. El modo V y el modo L pueden existir solos o combinados en la misma sección (Figura 2-6, Figura 2-7).

Figura 2-6 Diagrama esquemático de la combinación del modo L

Figura 2-7 Diagrama esquemático del modo de combinación mixta

(3) Modo X (o modo Houzhuang )

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En términos generales, la permeabilidad de los acuíferos fracturados disminuye gradualmente a medida que aumenta la profundidad del entierro. El profesor Tian señaló que el valor principal de permeabilidad de un acuífero fracturado se puede dividir en dos partes: el valor principal de permeabilidad vertical KN y el valor principal de permeabilidad horizontal KH. Ambos disminuyen exponencialmente con el aumento de la profundidad del entierro, pero a diferentes velocidades. . La tasa de cambio del valor principal de penetración vertical KN es pequeña y la tasa de cambio del valor principal de penetración horizontal KH es grande, lo que está relacionado con la velocidad de cambio de la permeabilidad con la profundidad. Si el espesor del acuífero es lo suficientemente grande, KH y KN definitivamente se cruzarán en el punto Sα. En este momento, el acuífero se dividirá en partes superior e inferior por el punto Sα, con la parte superior KN > KH y la parte inferior KH > KN. El elipsoide permeable cambia de un estado vertical a un estado tumbado (Figura 2-8). ). En este momento, si el agua se drena por debajo del punto Sα, se puede formar un flujo de nivel de agua de doble capa. A este modo lo llamamos modo X de nivel de agua de doble capa. Dado que el modo X tiene un rendimiento sobresaliente en el depósito de Houzhuang y se utilizó por primera vez, también se le llama modo Houzhuang (Figura 2-8).

Cabe señalar que la permeabilidad del nivel de agua de doble capa en modo X en el perfil geológico no es una estructura ternaria o binaria, sino una estructura unidimensional. La permeabilidad cambia gradualmente. sin ningún aumento repentino obvio o posición de caída. En términos generales, cada sección solo puede tener un nivel de agua doble en modo X, pero no dos, y mucho menos múltiples niveles de agua doble en modo X.

En cuanto a la combinación del modo X, el modo V y el modo L en la misma sección, existe en teoría, pero solo tiene sentido si se cumplen las siguientes condiciones. Esta condición se considera en combinación con otros modelos basados ​​en yacimientos o con un modelo de nivel de agua de dos capas más cercano al yacimiento. De lo contrario, no tiene importancia práctica.

Figura 2-8 Diagrama esquemático de la combinación del modo X y modo V

Figura 2-9 Diagrama esquemático de la combinación del modo X y modo L

La esencia del modo L y del modo X es la misma (Figura 2-9). Sólo se puede decir que el modo L es un caso especial del modo X.

Por ejemplo, en la piedra caliza de la Formación Majiagou, ¿se puede llamar modo L al fenómeno de aumento repentino de la permeabilidad de una estructura o cueva? La respuesta es no, porque esta situación no tiene nada que ver con el yacimiento y no tiene importancia práctica. La razón por la que el modelo L se clasifica aquí como modelo es principalmente para considerar la relación entre acuífero y explotación. Es decir, cuando la expansión repentina de la permeabilidad del agua está relacionada con el yacimiento, se le puede llamar modelo L, porque las actividades mineras estarán relacionadas con él, lo cual tiene importancia práctica. Esta situación debe considerarse plenamente en las actividades mineras. , de lo contrario minería La actividad no se puede realizar. La razón por la que Tieshan puede clasificarse como en forma de L es porque la parte de expansión permeable al agua de A es el techo directo del yacimiento y está directamente relacionada con la minería. De lo contrario, incluso si ocurre el fenómeno de "explosión", no es necesario considerar dividirlo en modo L, porque no tiene nada que ver con la minería. Como se mencionó anteriormente, se desarrolló una cueva en la piedra caliza del Ordovícico, y aunque la permeabilidad "se expandió repentinamente", esta expansión repentina no estuvo relacionada con las actividades mineras, por lo que no estaba dentro del alcance de nuestro estudio.