曹家滩煤矿采动裂隙带与矿井涌水数值模拟研究

发布时间：2019-09-10 11:28

【摘要】：曹家滩井田位于国家大型煤炭基地陕北基地的榆神府矿区,其煤炭资源丰富,但该地处环境生态相对薄弱的干旱—半干旱的毛乌素沙地,岩层垂向构成的地表生态—水资源—煤炭资源的有机关联系统,促使煤炭资源的开发与生态及水环境保护的矛盾日益突出。本文结合曹家滩井田的地质及水文地质资料分析,以期达到生态环境、水资源和煤炭资源开采的和谐目标。 本文以研究区地下水补、径、排条件入手,总结了矿井充水条件,在此基础上,运用力学模型对煤炭开采对覆岩及地表移动破坏规律进行研究,并对“三带”发育进行预测；模拟采高5m,不同采进距离下的“三带”发育规律,得出采动带发育在同一采高下,随着采进距离的增加逐渐趋于稳定。并结合经验公式计算值进行对比,得出不同采高下冒落带、导水裂隙带和地表沉降最大值,为煤矿开采合理采高的选取和预测涌水量数值模型的结构层划分提供了依据,基本实现了力学模型与涌水量预测相结合。 采用解析法与数值法预测了矿井涌水量。利用Modflow软件结合相关参数构建预测模型。经过模型的识别与校验,并对煤矿分步开采情况下,地下水流场变化情况进行研究,得出地下水流场变化规律。在此基础上,计算出曹家滩井田正常涌水量,并且进一步采用不同方案分析研究矿井涌水引起的地下水流场及降深场的变化引起上层水量的变化,进而导致地表生态的变迁,并共同构成以地下水-地表水为纽带的沙生植被-含水层-煤层三位一体的三维空间区域有机关联。 文中采用数值模拟与理论分析相验证,得出的结果具有一定的可靠性,对矿区环境的影响分析提供了基础,对地表生态和地下水资源的保护提供了依据。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P641.4;TD742

【参考文献】

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本文编号：2534006