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煤開采時礦井充水的重要水害。針對首采區(qū)開采10煤層時

2、底板太原組灰?guī)r水害，為實現(xiàn)10煤層安全開采，本文開展了煤層底板灰?guī)r水疏放性研究。 由于研究區(qū)未開展灰?guī)r水的放水試驗，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煤開采過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。通過分析研究區(qū)水文地質(zhì)特征，地下水動態(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，進一步建立了符合實際情況的三維地下水流數(shù)學模型。采用了國際先進的Visual Modflow軟件對該區(qū)進行了地下水流數(shù)值運算，模擬了地下水流場的變化規(guī)律。此外還在數(shù)值模型上進行了井下疏放研究，模擬了在不同的放水量和放水時間情況下的水位降深分布。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，設(shè)計了首采區(qū)放水孔的位置、數(shù)量及所需放水時間的方案：臥龍湖煤礦首采區(qū)巖巷中設(shè)計三口井，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。評價了首采區(qū)太灰水疏放方案，能夠達到首采區(qū)疏放水降壓的預期目標，表明在研究區(qū)可以進行疏水降壓防治措施。對疏放方案的驗證結(jié)果，表明所建模型能夠較好地反映本區(qū)的實際水文地質(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)和方法當中，為煤礦安全開采選擇合適的防治措施，合理布置放水降壓孔的位