示蹤試驗(yàn)輔助判別臥龍湖礦工作面突水動力研究.pdf

1、本文針對煤礦開采過程中發(fā)生的工作面頂板砂巖突水出水量大且長期穩(wěn)定現(xiàn)象，探索示蹤試驗(yàn)輔助判別突水動力。分析了示蹤試驗(yàn)原理、示蹤劑濃度的檢測原理和方法，討論示蹤試驗(yàn)用來解釋礦井突水補(bǔ)給源的方法。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，運(yùn)用地下水模擬軟件建立示蹤溶劑運(yùn)移模型，模擬示蹤溶劑運(yùn)移過程和結(jié)果，綜合探討示蹤試驗(yàn)與溶質(zhì)運(yùn)移動力過程數(shù)值模擬方法相結(jié)合來判別突水補(bǔ)給源的可行性。
　　以臥龍湖煤礦8101工作面頂板砂巖突水為例，基于綜合分析礦井地質(zhì)構(gòu)造特征，工作

2、面出水水質(zhì)與礦井含水層水質(zhì)（包括本礦井和周邊礦井）的水化學(xué)對比分析，設(shè)計示蹤試驗(yàn)方案:分別采用KI和KBr作為示蹤劑兩次進(jìn)行示蹤試驗(yàn)，均以水7孔作為示蹤劑投放孔，在1號瓦斯孔出水點(diǎn)附近的收作線外排水溝和頂板放水孔（來自6煤砂巖水）接收水樣，并檢測示蹤劑濃度。運(yùn)用FEFLOW軟件建立研究區(qū)的非均質(zhì)、各向異性的三維穩(wěn)定流非穩(wěn)定運(yùn)移模型。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明自水7孔處K3砂巖含水層與8101工作面出水點(diǎn)和頂板放水孔出水點(diǎn)之間水力聯(lián)系良好。

3、只有一部分出水來自東北部K3砂巖含水層，大部分出水來自于北部的側(cè)向補(bǔ)給。示蹤試驗(yàn)過程模擬可知流場特征:地下水流從南部和北部都向工作面補(bǔ)給，但水流主要來自于北部邊界;在主要出水點(diǎn)附近，地下水流發(fā)生繞流現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為北部一部分來水在出水點(diǎn)東部發(fā)生繞流，最終從南部進(jìn)入出水點(diǎn)，匯聚于邊界處流線由南北方向往東西方向偏轉(zhuǎn)。示蹤試驗(yàn)?zāi)M得到示蹤劑濃度變化與現(xiàn)場示蹤試驗(yàn)基本一致，說明示蹤試驗(yàn)用于輔助判別突水補(bǔ)給源是有效的。示蹤試驗(yàn)與溶質(zhì)運(yùn)移動力過程數(shù)