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《华北理工大学》 2017年
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复杂构造区煤层开采地下水数值模拟与应用

郑燕  
【摘要】:煤矿开采对地下水的影响是一个动态且持续的过程,打破了地下水原有的补径排平衡状态,使地下水系统变得日益复杂。煤矿开采形成的采空区采掘深度不同、大小不同,其顶板的上覆岩层因失去支撑而依次出现冒落、塌陷和断裂裂隙,形成导水裂隙带,致使上覆含水层地下水向下部转移,导致矿井涌水,威胁矿井的安全生产。深入分析矿井水文地质条件,预测矿井涌水量对于防止矿井突水、淹井等矿山恶性事故、降低生产成本、保障矿山安全生产具有十分重要意义。以开滦东欢坨矿北二采区为研究区域,系统收集了矿井勘查与生产勘探获得的地质与水文地质资料,结合现场调查,全面分析了北二采区5煤层开采充水水文地质条件。通过对抽水试验数据、钻孔岩性与厚度、水位、涌水量、地质构造条件、采动破坏影响等综合研究,掌握了煤5顶板0~100m充水含水层的补给与边界条件、含水层非均匀分布储导水性、8煤层开采导水裂缝带含水层影响等规律。运用Visual Modflow数值模拟软件,建立了北二采区主要顶板充水含水层地下水数值模型,模拟了北二采区开采前地下水在长期的流动中形成的稳定流状态,获得东欢坨矿开釆前的初始水位与水流场。采用排水沟代替多个抽水井的方法实现了矿井采面排水,模拟了北二采区开采期间非稳定流地下水水位变化情况。依据煤5顶板长观孔东观27孔和东观39孔的观测数据对模型进行了拟合与检验,得出两个长观孔的历时拟合曲线和模拟区的渗透系数分区结果。利用经过识别验证的模型对5煤层开采工作面涌水量进行了模拟预测。结果表明:北二采区煤5以上0~100m强含水层为5、8煤层开采主要直接充水含水层,单位涌水量0.016~1.507L/s.m,渗透系数0.369~10.492m/d,裂隙非常发育,富水性强,且强烈不均。接受冲积层补给,水位、涌水量受构造影响。构造裂隙等导致含水层渗透系数非均匀性分布,形成六个分区。通过调整参数,东观27孔和东观39孔水位拟合较好,模拟结果显示5煤层开采预测最大涌水量5852.97m3/d,最小涌水量为1352.1 m3/d。
【学位授予单位】:华北理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD745;P641

【参考文献】
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1 郑燕;马亚杰;刘金国;李瑛;张辉;马爱军;王东;;煤矿充水含水层Q—S曲线类型判别与对比[J];矿业安全与环保;2016年05期
2 刘基;高敏;;母杜柴登矿首采工作面疏干水量计算研究[J];煤炭工程;2015年06期
3 冯玉;马亚杰;王东;李玉忠;;隐伏向斜扬起端构造复杂区回采工作面防治水技术[J];煤炭科学技术;2015年05期
4 杨志斌;吕汉江;;桌子山煤田构造控水机理研究[J];地下水;2014年05期
5 罗林;李元林;李筑;;河南省太行山南脉找水规律分析探讨[J];地下水;2014年05期
6 郝文霞;;张家口市坝下山区岩溶水的富集规律研究[J];地下水;2014年04期
7 邱康利;李旭;贺江辉;赵祥龙;;Visual MODFLOW在地下水数值模拟中的应用[J];煤炭与化工;2014年06期
8 宋振骐;郝建;汤建泉;石永奎;;断层突水预测控制理论研究[J];煤炭学报;2013年09期
9 刘化光;;J_3含水层钻孔单位涌水量换算[J];山东煤炭科技;2013年05期
10 武强;崔芳鹏;赵苏启;刘守强;曾一凡;谷亚威;;矿井水害类型划分及主要特征分析[J];煤炭学报;2013年04期
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1 乔伟;矿井深部裂隙岩溶富水规律及底板突水危险性评价研究[D];中国矿业大学;2011年
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1 贺江辉;淮南煤田北部矿区构造控水机理研究[D];安徽理工大学;2015年
2 李治邦;黄岩汇煤矿开采对上覆含水层影响的数值模拟研究[D];太原理工大学;2014年
3 纪媛媛;新疆三塘湖北煤田供水水文地质详查区地下水流数值模拟研究[D];新疆农业大学;2014年
4 海玮;宁夏金风煤矿首采区煤层开采过程中地下水水动力场的演化研究[D];吉林大学;2014年
5 颜文珠;煤矿开采对地下水影响的数值模拟研究[D];山东科技大学;2011年
6 胡艳卉;矿井地下水流场数值模拟及其应用研究[D];山东科技大学;2010年
7 徐德金;基于Visual Modflow煤层底板灰岩水疏放性研究[D];安徽理工大学;2009年
8 魏璟贤;地下水流系统的灰色数值仿真模拟[D];河北工程大学;2008年
【共引文献】
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1 杨勇;李晶;;基于无线传感网络的矿井水质在线监测系统开发与试验[J];电子器件;2018年01期
2 高鹏浩;窦江搏;林明钟;王虎;赵军婷;;北岭井田水文地质类型划分探讨[J];价值工程;2018年05期
3 郭惟嘉;张士川;孙文斌;陈军涛;;深部开采底板突水灾变模式及试验应用[J];煤炭学报;2018年01期
4 徐会军;赵宝峰;周勇;刘生优;;基于熵权物元可拓模型的工作面顶板水害评价[J];采矿与安全工程学报;2018年01期
5 宋世杰;于师建;令春伟;;改进的SOFM神经网络在矿井水源判别中的应用[J];矿业研究与开发;2017年12期
6 薛君君;刘彬;任辰锋;;特殊构造条件下奥灰水带压开采防治水技术实践[J];内蒙古煤炭经济;2017年23期
7 章子安;伊康;刘建伟;;高山煤业工作面底板断层活化机理研究[J];同煤科技;2017年06期
8 方刚;;薛庙滩煤矿充水因素分析及水文地质特征研究[J];能源与环保;2017年11期
9 程琳琳;董雪梅;付亚洁;赵云肖;孙海元;张小宇;;兖州矿区土地破坏主导影响因子筛选及其作用机理[J];工业安全与环保;2017年11期
10 姬中奎;夏玉成;;以奥陶系灰岩顶部为工作层的带压开采防治水技术方法[J];中国煤炭地质;2017年11期
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1 柴辉婵;兖州煤田奥陶系灰岩顶部充填结构及阻水特征研究[D];中国矿业大学;2015年
2 翟晓荣;矿井深部煤层底板采动效应的岩体结构控制机理研究[D];安徽理工大学;2015年
3 赵成喜;淮北矿区深部岩溶突水机理及治理模式[D];中国矿业大学;2015年
4 刘德民;华北型煤田矿井突水机理及预警技术[D];中国矿业大学(北京);2015年
5 戎虎仁;下组煤底板岩石渗透特性及微观机理研究[D];中国矿业大学;2015年
6 胡雄武;巷道前方含水体的瞬变电磁响应及探测技术研究[D];安徽理工大学;2014年
7 张蕊;带压开采底板构造裂隙带活化导渗机制[D];中国矿业大学;2014年
8 张乐中;煤矿深部开采底板突水机理研究[D];长安大学;2013年
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1 颜时延;基于数值模拟的古交地区煤炭开采对岩溶水的影响研究[D];郑州大学;2017年
2 卢祥亭;淮南煤田潘谢矿区构造控水特征研究[D];安徽理工大学;2017年
3 翟颖倩;山西古交矿区浅层地下水动态与溶质运移研究[D];山西大学;2017年
4 王震;老三沟煤矿特厚煤层开采覆岩渗透性演化规律研究[D];中国矿业大学;2017年
5 葛露婷;基于GMS的高松矿田地下水经济损失评价研究[D];云南财经大学;2017年
6 李嘉欣;敦化市东山硅藻土矿区水文地质特征研究及涌水量预测[D];成都理工大学;2017年
7 席奇;斜井井筒涌水量预测方法及应用研究[D];西安科技大学;2017年
8 郑燕;复杂构造区煤层开采地下水数值模拟与应用[D];华北理工大学;2017年
9 英成娟;安徽宿南矿区7_2煤层开采地质条件综合评价[D];安徽理工大学;2016年
10 张衍群;基于放水试验杨庄矿太灰可疏放性研究[D];安徽理工大学;2016年
【二级参考文献】
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1 张缓缓;刘启蒙;张丹丹;宋马可;;引用影响半径R对矿井涌水量预计结果的影响研究[J];矿业安全与环保;2015年04期
2 冯玉;马亚杰;王东;李玉忠;;隐伏向斜扬起端构造复杂区回采工作面防治水技术[J];煤炭科学技术;2015年05期
3 奚砚涛;冯春莉;郭英海;郑世书;;钻孔单位涌水量换算的理论与实践[J];煤田地质与勘探;2015年01期
4 吴兵;娄鹏;王超;;基于Q—S曲线法预测工作面涌水量[J];矿业安全与环保;2014年06期
5 马亚杰;冯玉;章之燕;尹尚先;;煤层底板强含水层超前疏放分析与应用[J];煤炭学报;2014年04期
6 刘化光;;J_3含水层钻孔单位涌水量换算[J];山东煤炭科技;2013年05期
7 孙尚云;王大设;陈从磊;;基于Excel的钻孔单位涌水量换算[J];安徽理工大学学报(自然科学版);2013年03期
8 马亚杰;常江;;东欢坨北二采区8煤顶板水害危险性评价[J];河北联合大学学报(自然科学版);2013年03期
9 马亚杰;王东;孙海威;;ANN采煤工作面最大涌水量预测与指标优化[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2013年07期
10 马兆峰;;五阳煤矿井筒检查孔抽水试验数据的优化处理[J];煤炭科技;2013年02期
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5 王丹;地下水石油污染物运移的数值模拟[D];青岛大学;2009年
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9 高云伟;地下水系统数值模拟[D];吉林大学;2007年
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