基于Visual Modflow煤層底板灰?guī)r水疏放性研究——以臥龍湖煤礦首采區(qū)為例.pdf

1、本文研究區(qū)為臥龍湖煤礦首采區(qū)，其總面積約3．48k㎡。首采位于山西組中部的10煤。首采區(qū)范圍內(nèi)10煤下方約50m以下為太原群多層灰?guī)r巖溶含水層，其巖溶發(fā)育。經(jīng)計(jì)算10煤層底板灰?guī)r水水壓在0．24MPa～5．6MPa之間；太原組灰?guī)r項(xiàng)水壓在2．8MPa～6．0MPa之間：首采區(qū)10煤層底板灰?guī)r水突水系數(shù)在0．06MPa/m～0．16MPa/m之間，大于0．06MPa/m。得出太灰水是10煤開(kāi)采時(shí)礦井充水的重要水害。針對(duì)首采區(qū)開(kāi)采10煤層時(shí)

2、底板太原組灰?guī)r水害，為實(shí)現(xiàn)10煤層安全開(kāi)采，本文開(kāi)展了煤層底板灰?guī)r水疏放性研究。 由于研究區(qū)未開(kāi)展灰?guī)r水的放水試驗(yàn)，本文完成了基于Visual Modflow軟件的研究區(qū)井下鉆孔放水的數(shù)值模擬及結(jié)果分析，得到了水位降深分布規(guī)律，為10煤開(kāi)采過(guò)程中太灰水放水降壓提供理論依據(jù)。 本論文建立在臥龍湖煤礦已有地質(zhì)、水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上。通過(guò)分析研究區(qū)水文地質(zhì)特征，地下水動(dòng)態(tài)特征，概化了巖溶含水介質(zhì)系統(tǒng)，建立了臥龍湖煤礦首采區(qū)的水

3、文地質(zhì)概念模型即均質(zhì)各向異性的雙層結(jié)構(gòu)承壓含水層三維非穩(wěn)定流模型。并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建立了符合實(shí)際情況的三維地下水流數(shù)學(xué)模型。采用了國(guó)際先進(jìn)的Visual Modflow軟件對(duì)該區(qū)進(jìn)行了地下水流數(shù)值運(yùn)算，模擬了地下水流場(chǎng)的變化規(guī)律。此外還在數(shù)值模型上進(jìn)行了井下疏放研究，模擬了在不同的放水量和放水時(shí)間情況下的水位降深分布。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，設(shè)計(jì)了首采區(qū)放水孔的位置、數(shù)量及所需放水時(shí)間的方案：臥龍湖煤礦首采區(qū)巖巷中設(shè)計(jì)三口井，最大抽放量為

4、1320m3/d，在30～90天中水位降深變化為20～135m，效果顯著。評(píng)價(jià)了首采區(qū)太灰水疏放方案，能夠達(dá)到首采區(qū)疏放水降壓的預(yù)期目標(biāo)，表明在研究區(qū)可以進(jìn)行疏水降壓防治措施。對(duì)疏放方案的驗(yàn)證結(jié)果，表明所建模型能夠較好地反映本區(qū)的實(shí)際水文地質(zhì)條件。 綜上所述，本論文探索出適合本研究區(qū)的地下水流數(shù)值模型，把Visual Modflow軟件應(yīng)用到底板灰?guī)r水的防治技術(shù)和方法當(dāng)中，為煤礦安全開(kāi)采選擇合適的防治措施，合理布置放水降壓孔的位