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《太原理工大学》 2013年
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山西寿阳段王煤业集团有限公司煤矿开采对地下水资源影响的数值模拟研究

赵明明  
【摘要】:为提升山西煤炭产业的产业水平和生产集中程度,并促进全省煤矿产业结构的优化升级,同时也为满足人与自然和谐发展的需求,近年来山西煤炭行业自身进行了不断的兼并重组整合。同时,随着整合后煤矿的开采规模扩大,其对地下水资源的影响也越来越受到人们的关注。山西寿阳段王煤业集团有限责任公司位于山西省晋中市寿阳县县城西北23km的平头镇。由于该镇的主要生活和生产用水来源均取自地下水,因此地处平头镇的段王煤矿开采对地下水资源的影响大小直接关系到当地居民用水安全和正常的生产生活。本文以山西寿阳段王煤业集团有限责任公司的煤矿开采为研究背景,通过对研究区水文地质条件的实地调查以及相应的野外试验,从而评价分析了地下水的水量现状,并通过Visual Modflow软件模拟了该煤矿开采期间地下水水位的变化过程,进而确定了段王煤矿开采对该研究区地下水影响程度,为该区域居民安全用水提供科学依据,并为合理开发利用该区地下水资源及该区人与自然水环境和谐发展提供重要参考。 本文以兼并重组后段王煤矿正常生产为背景,将段王煤矿煤层开采破坏的上覆含水层:包括石炭系上统太原组灰岩裂隙含水、二叠系山西组以及下石盒子组砂岩裂隙含水层视为模型的目标含水层,根据段王煤矿的开发利用方案,将由于煤层开采而产生的地下水水位下降视为“大井"对地下水的开采,结合段王煤矿水文地质条件及段王煤矿开发利用方案,模型分为2.17a、32.7a、60.2a三个时段进行了水流模拟计算,从而预测了这三个时期结束时,煤层开采对目标含水层的水位影响变化。 模拟结果显示: 1.在煤层开采过程中,上覆含水层将会遭到破坏,以采空区为中心形成一个不规则的降水漏斗,随着开采工作面的推移,采空区的扩大,此降水漏斗越来越大,漏斗中心含水层基本呈疏干-半疏干状态。 2.在同一时间段内,沿着地下水流向,煤层开采对下游的影响距离要大于对上游的影响距离。 3.段王煤矿在开采2.17年后,对上覆含水层的影响面积达到9.25km2。开采32.7年后,影响面积为28.5km2。开采结束后,对地下水的影响面积会达到56km2。 4.结合预测结果,分析在井田中部、西部目标含水层上部的第四系松散层孔隙含水层也会遭到相应的破坏;在井田东南部,目标含水层上部的孔隙含水层所受煤层开采影响较小。 5.根据预测结果,结合目前段王煤矿井田内及周边居民点的饮用水现状,段王煤矿在开采2.17a时对周边居民的生活、生产取水影响不大;在开采32.7a结束时,会对井田东部及周边取用二叠系裂隙水的居民生活生产用水造成较大影响;在煤矿开采结束时,会对井田内及其周边以地下水为生产生活水源的居民造成较大影响,尤其是平头镇集中供水水源地的两口供水井造成不可恢复的破坏。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P641.8

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