煤炭開采對水源保護區(qū)影響的數(shù)值模擬研究以榆神礦區(qū)三期規(guī)劃區(qū)為例.pdf

1、榆神礦區(qū)位于陜北侏羅紀煤田的中部,是陜北能源重化工基地的重要組成部分,區(qū)內煤炭儲量豐富,探明普查地質儲量301.7億噸。但由于礦區(qū)地處毛烏素沙漠南緣與黃土高原丘陵溝壑區(qū)的接壤地帶,降雨稀少,生態(tài)環(huán)境脆弱,榆神礦區(qū)一期、二期開采已經產生了一系列地質生態(tài)環(huán)境問題。2012年國家發(fā)展和改革委員會批準榆神礦區(qū)三期開工建設,規(guī)劃建設總規(guī)模5700×104t/a。如何借鑒榆神礦區(qū)一期、二期開采經驗,實施保水開采,降低煤炭開采對區(qū)內水源保護區(qū)損害的風

2、險是當前亟待解決的現(xiàn)實問題。
　　本論文以榆神礦區(qū)三期規(guī)劃區(qū)為研究對象,以井田地質和水文地質資料為基礎,以煤炭開采區(qū)水源地保護為目標,綜合應用煤田地質學、水文地質學、工程地質學、巖體力學、地下水動力學和煤炭開采學等基礎理論,采用數(shù)值模擬技術開展煤炭開采對水源保護區(qū)的影響研究,獲得如下研究成果:
　　(1)通過收集規(guī)劃區(qū)內現(xiàn)有資料,分析了含(隔)水層的水文地質和工程地質特征,結果表明:第四系薩拉烏蘇組是區(qū)內的主要含水層,具有供

3、水意義;由離石黃土和新近系紅粘土組成的土層是區(qū)內主要隔水層,廣布全區(qū);
　　(2)通過構建2-2煤層上覆巖層空間結構模型,區(qū)內含(隔)水層與煤層空間組合類型可分兩類,一是薩拉烏蘇組含水層+土層隔水層+組合隔水巖組+煤層,二是薩拉烏蘇組含水層+土層隔水層+洛河組含水層+組合隔水巖組+煤層;
　　(3)通過理論計算、力學模型分析、FLAC3D軟件數(shù)值模擬等方法確定導水裂隙帶發(fā)育高度為采高的26.5倍。據(jù)此可知,紅石峽水源地補給區(qū)

4、內導水裂隙帶切穿土層隔水層導通上部薩拉烏蘇組含水層的面積1.49km2,僅占紅石峽水源地補給區(qū)面積的0.07％;瑤鎮(zhèn)水源保護區(qū)和采兔溝水源地補給區(qū)內導水裂隙帶切穿土層隔水層導通上部薩拉烏蘇組含水層的面積6.33km2,占瑤鎮(zhèn)水源地和采兔溝水庫保護區(qū)面積的0.47%;臭柏保護區(qū)的導水裂隙在大部分區(qū)域內不會直接影響到薩拉烏蘇組含水層;
　　(4)通過構建區(qū)內水文地質模型,運用Visual MODFLOW軟件計算采煤對地下水流場的影響,

5、計算結果表明:開采25年后,紅石峽水源地保護區(qū)匯流范圍內薩拉烏蘇組地下水滲漏量達到1002.78~1050.05萬 m3/a,占紅石峽水源地水資源量的3.04%~3.19%;瑤鎮(zhèn)和采兔溝水源地保護區(qū)匯流范圍區(qū)內薩拉烏蘇組地下水滲漏量達到1666.00~1704.34萬m3/a,占瑤鎮(zhèn)和采兔溝水源地水資源總量的7.33%~7.50%;在隆德礦井南部形成水位下降值約為1.0~2.0m的降落漏斗,會對隆德礦井南部附近臭柏自然保護區(qū)產生一定的影