露天煤矿防渗墙截渗减排机制及工程应用研究

摘要

究防渗墙不同参数对截渗减排效果的影响程度。研究结果表明，防渗墙长度越长，将抽水中心水位降低至同一标高时所需抽水量越小，抽水量减小的速度随防渗墙长度的增加越来越快；防渗墙深度对抽水量的影响主要取决于防渗墙底部所处的地层，落底式防渗墙截渗效果明显优于悬挂式；防渗墙厚度与抽水量的关系可用二次多项式函数表示，抽水量减小的速度随着防渗墙厚度增加而逐渐变缓；当防渗墙渗透系数减小到 0.001m/d 以下时，继续减小渗透系数对截渗减排效果的影响程度不大。研究结果完善并建立了防渗墙截渗减排机制。 5、以扎尼河露天煤矿为例，开展露天煤矿防渗墙建造工程试验，验证了露天煤矿建造防渗墙的可行性，采用流场观测法与抽水试验法检验了防渗墙的防渗性能，研究了防渗墙试验工程对地下水流场和矿坑疏排水量的控制作用，验证了截渗减排机制的合理性与有效性。 6、建立水文地质概念模型与数值模型，利用MODFLOW数值模拟软件模拟工程试验结束后和墙体全部建成后的地下水流场与疏排水量，进一步验证了截渗减排机制并预测了截渗减排效果，依据研究成果建立墙体参数优化模型，对扎尼河露天煤矿防渗墙主体工程关键技术参数进行了设计和优化。 本文运用地下水渗流原理与复变函数理论推导了防渗墙绕流量和渗流量计算公式，研究了防渗墙长度、深度、厚度和渗透系数等主控因素对截渗减排效果的影响程度，建立了露天煤矿防渗墙截渗减排机制。开展了露天煤矿防渗墙建造工程试验，检验了截渗减排机制的合理性与有效性，预测了防渗墙全部建成后的截渗减排效果，形成一套在露天煤矿建造防渗墙的理论研究、分析设计、工艺实现及效果检验与预测的理论与方法，为露天煤矿水害防治及水资源保护提供技术支撑。

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