矿井涌水对地下水流影响数值模拟研究

发布时间：2017-04-13 23:05

  本文关键词：矿井涌水对地下水流影响数值模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地下煤矿资源的开采不可避免会扰动地下水原有系统的平衡,矿井生产过程涌水外排使地下水水位下降,特别是在我国西北内陆地区水资源匮乏、生态环境脆弱,地下水资源是区域生活、生产的主要水源,也是维系区域生态系统平衡的重要组成部分。本文以陕北锦界煤矿为工程背景,基于研究区详细的水文地质勘探资料及多年实测矿井涌水量资料,借助Visual MODFLOW软件建立研究区三维水文地质模型,预测研究区未来煤矿开采对地下水水位及水量的影响,研究结果可为井田保水采煤工作提供参考。选择以地下水分水岭及河流等自然边界划定模型模拟范围,垂向上将模拟范围概化为六层结构,分别建立自然状态模型与开采状态模型,进行煤矿开采前后的分析对比。利用所建数值模拟模型结合水文地质比拟法预测出不同工作面及采空区正常涌水量及最大涌水量,以抽水井形式概化煤矿开采条件得到矿井涌水对地下水水位及水量的影响结论：(1)对地下水水位的影响：自工作面探放水工作开始后,水位开始下降；当工作面开采结束后,水位不会迅速回升,仍会有下降趋势；待采空区涌水稳定后,水位开始缓慢回升。研究区部分潜水含水层会被疏干,水位降深主要发生在期间开采的工作面所在位置,以工作面为中心水位降深向外逐渐减小,不同区域水位下降幅度存在差异。(2)对含水层水量交换的影响：煤矿开采会使该含水层总交换水量与自然状态相比增加了近4倍,接受上下含水层的补给量明显增大；直罗组风化基岩含水层排向上一层的水量基本不变,而排向煤矿开采一层的水量增加近2倍；第四系潜水含水层向下排泄量增加了近0.5倍。
【关键词】：矿井涌水 水文地质 地下水数值模拟 Visual MODFLOW
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD742
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-21
• 1.1 研究背景及意义16-17
• 1.2 国内外研究现状17-18
• 1.2.1 煤矿开采数值模拟研究17
• 1.2.2 研究区域相关研究现状17-18
• 1.3 研究内容18-19
• 1.4 研究方法19-21
• 第二章 研究区概况21-35
• 2.1 自然概况21-24
• 2.1.1 地理位置21
• 2.1.2 地形地貌21-22
• 2.1.3 水文气象22-24
• 2.2 地质及煤层24-25
• 2.2.1 地质构造24-25
• 2.2.2 主采煤层25
• 2.3 水文地质25-31
• 2.3.1 含水层特性25-28
• 2.3.2 相对隔水层特性28-29
• 2.3.3 地下水循环规律29-31
• 2.4 矿床水文地质31-35
• 2.4.1 煤层与含水层关系31-33
• 2.4.2 矿井充水因素33-35
• 第三章 建立数值模拟模型35-56
• 3.1 模拟范围及网格剖分35-37
• 3.2 水文地质分层37-39
• 3.3 边界条件概化39-40
• 3.4 源汇项40-42
• 3.4.1 自然状态源汇项40-42
• 3.4.2 采动状态源汇项42
• 3.5 水文地质参数概化42-49
• 3.5.1 自然状态地质参数42-46
• 3.5.2 采动状态地质参数46-49
• 3.6 建立数学模型49-50
• 3.7 基于Visual Modflow的自然状态模拟50-52
• 3.8 基于Visual Modflow的采动状态模拟52-56
• 第四章 概化煤矿开采条件56-62
• 4.1 工作面布置及开采规划56-57
• 4.2 矿井涌水量57-61
• 4.2.1 实测矿井涌水量分析57-59
• 4.2.2 预测矿井涌水量59-61
• 4.3 煤矿开采条件概化61-62
• 第五章 煤矿开采对地下水的影响预测62-76
• 5.1 煤矿开采对地下水水位的影响62-72
• 5.2 水位随时间变化趋势72-73
• 5.3 煤矿开采对含水层水量交换的影响73-76
• 第六章 结论与展望76-78
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士期间的学术活动及成果情况82

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 毛艳丽;肖晓存;罗世田;高明华;;平顶山市煤矿矿井涌水的资源化[J];洁净煤技术;2007年02期

2 张俊栋;;矿井涌水资源化利用分析[J];工业安全与环保;2010年07期

3 季叔康,张新建;用数学分析法判别矿井涌水水源[J];煤矿安全;1986年09期

4 王玉民,焦立敏;利用水质分析法判定矿井涌水水源[J];煤矿安全;2001年10期

5 尹喜霖;双鸭山矿区矿井涌水问题的研究[J];地下水;2002年04期

6 赵华;水质分析法在判定矿井涌水水源中的应用[J];科技情报开发与经济;2003年01期

7 岳力群;庞景波;;矿井涌水的合理应用[J];黑龙江科技信息;2004年04期

8 郑连科;;永城矿井涌水水资源的综合评价及利用[J];煤炭科学技术;2007年06期

9 齐跃明;吴吉南;赵平娃;;复杂矿井涌水动态的混沌效应及其预测[J];煤炭工程;2010年10期

10 孙刚力;陈贵林;;峻德煤矿矿井涌水热资源利用研究[J];煤炭工程;2011年06期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 廖红梅;;矿井涌水水位与流量关系的拟合方法[A];第十八届全国煤矿自动化学术年会中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2008年

2 冯海峰;;静化水装置的研制和应用[A];开滦矿区采矿技术与实践文集[C];2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 周彦章;山东夏甸金矿床矿井涌水机理构造控制模式研究[D];吉林大学;2007年

2 刘媛;潘家窑煤矿副斜井涌水水源的研究[D];太原理工大学;2012年

3 韩淑新;矿井涌水对地下水流影响数值模拟研究[D];合肥工业大学;2015年

4 岳佳佳;太原市西峪煤矿二水平采煤矿井涌水数值模拟研究[D];太原理工大学;2010年

  本文关键词：矿井涌水对地下水流影响数值模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：304661