废弃煤矿对地下水污染研究

摘要

本文分析了采矿工程对隔水岩层的破坏作用，分析了闭井后水对裂隙扩展的作用。采用上游未受煤系地层劣质水污染的清洁岩溶水与煤矿矿坑排水进行了水质混合试验，模拟了煤系地层下覆奥陶系灰岩裂隙承压水遭受不同程度污染时的水质特征。针对已闭井的洪山、寨里矿区存在的奥灰水被串层污染的事实，基于闭井后的水文地质条件，建立了三维水流和水质仿真模型。研究了采动造成的串层污染，预测了20年后的可能污染范围、污染物浓度以及SO<'2-><,4>离子的迁移路径，得出该污染源20年后的最大污染范围约是初始污染面积的40倍；仿真模拟了某断层造成的串层污染过程及污染区域；研究了人为施工的井孔造成的串层污染，采用井下电视对两个污染井进行，直观地证实了串层污染的存在及形成。

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1问题的提出

1.2选题的研究意义

1.3目前的研究现状与存在的问题

1.3.1理论上研究现状

1.3.2数值方法究现状

1.3.3存在的问题

1.4研究的主要内容及思路方法

1.5本文的研究特色

2自然地理与气象水文地质概况

2.1自然地理概况

2.2气象

2.3区域地质

2.3.1区域地质概况

2.3.2水文地质条件

3研究区现存污染状况

3.1地下水污染的定义

3.2研究区地下水污染类型

3.3串层污染现状

3.4污染诱因分析

3.4.1基于时间的分析

3.4.2基于矿坑含水岩组与奥陶系灰岩承压水的水力联系分析

3.5污染发生的可能性试验

4开采及矿井关闭对含(隔)水层的影响

4.1开采过程导水裂隙带的形成

4.2采动过程对底板裂隙扩展的作用

4.2.1底板应力状态的改变

4.2.2结构面的再扩展

4.2.3采动裂隙带的形成

4.2.4矿井突水造成的裂隙带

4.2.5井下其他灾害造成的裂隙带

4.3矿井水越流补给奥灰水的方式

4.3.1矿井正常生产时期矿井水的补充方式

4.3.2底板下覆奥灰水进入矿井的水力联系通道

4.4矿井关闭后水对隔水层裂隙扩展的作用

4.5越流串层污染的通道分类

5矿区奥灰水串层污染仿真模拟

5.1采动造成的越流污染数值模拟

5.1.1水文地质条件概化

5.1.2水流模型的建立

5.1.3水流模型的求解

5.1.4溶质运移模型

5.1.5计算亚区的划分及模拟时段的选择

5.1.6水文地质参数的确定

5.1.7水质因子的选择

5.1.8模拟结果及分析

5.2人为施工的各类井孔造成的串层污染

5.2.1供水井通道

5.2.2连通原因

5.3断层构造揭露造成的串层污染

5.3.1断层的导水作用

5.3.2断层造成的串层污染仿真模拟

5.4本章小结

6结论

参考文献

攻读硕士研究生期间参加的课题及发表论文情况

致谢