巍山煤矿开采对地下水影响的数值模拟研究

摘要

在我国经济迅速稳定发展的步伐中，煤炭资源做出了巨大贡献。山西省作为煤炭资源大省，虽然近几年经过整合，生产水平不断提高，但是煤炭开采对地下水环境的影响不可忽略，主要表现为采空形成的导水裂隙带破坏了煤层上覆含水层的隔水层，导致上覆含水层发生漏失，改变了原有地下水流场的补径排条件，形成新的地下水流场。本文以巍山煤矿井田为主要研究对象，采用数值模拟对井田煤系上覆二叠系与石炭系含水层地下水流场演化趋势的预测，在此基础上提出地下水防治措施。
　　巍山煤矿位于山西省榆次区，煤层开采过程中，对煤层所在的含水层排水来保证生产安全，在抽水后与上覆含水层易形成较大水位差，由于中间存在较完整且连续的隔水层，因此对上覆含水层影响不大，但是采空形成的导水裂隙带会使含水层之间重新建立起水力联系。本文根据现有的工程地质、水文地质条件，应用基于有限元理论的GMS软件，建立了矿区水文地质概念模型和数学模型，经过反复调整参数，达到了良好的拟合效果，分析了煤系上覆各含水层流场分布，预测了开采初期（一采区煤层开采完）和开采完15号煤层后对煤系上覆各含水层地下水水位影响范围，及预测了开采2.82年与11.7年后煤系上覆基岩裂隙各含水层地下水位流场的变化。
　　预测结果可知，煤矿开采11.7年后，模拟区部分内煤系上覆各含水层水井将受到不同程度的影响。
　　经过模型模拟预测，根据地下水水位流场的评价结果，并参考相关的保护方法研究成果，提出对地下水含水层的保护、居民供水方案、地下水含水层跟踪监测计划三方面采取具体的保护措施。为了更好地了解与保护地下水水资源，布置了详细的监测方案，能够准确的了解地下水位与水量的变化情况。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 地下水数值模拟在国外研究现状

1．2．2 地下水数值模拟在国内研究现状

1．3 研究内容和技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 研究区条件概况

2．1 项目概况

2．2 地理位置及交通

2．2．1．井田位置

2．2．2 交通情况

2．3 气象与水文

2．3．1 气象

2．3．2 地表水系

2．4 地形与地貌

2．5 地质条件

2．5．1 区域地质条件

2．5．2 井田地层岩性及地质构造

2．6 水文地质条件

2．6．1 区域水文地质条件

2．6．2 井田水文地质条件

第三章 水文地质参数及试验

3．1 水文地质试验

3．1．1 抽水试验

3．1．2 收集抽水试验情况

第四章 煤矿开采对地下水量影响的数值模拟

4．1 煤矿开采对上覆含水层的影响分析

4．2 对上覆含水层的数值模拟计算

4．2．1 水文地质概念模型

4．2．2 地下水水流数值模型建立

4．2．3 模拟资料整理及参数确定

4．2．4 模型识别与验证

4．2．5 模拟预测

第五章 地下水环境保护方法

5．1 对地下水含水层的保护

5．1．1 优化煤炭资源开采规划

5．1．2 合理留设防水煤岩柱

5．1．3 帷幕注浆，减少矿排水

5．1．4 矿井水综合利用

5．2 居民供水方案

5．3 煤系上覆地下水含水层跟踪监测计划

第六章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

致谢

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