山西沙曲煤矿三维地质模型及矿坑涌水量预测

【摘要】：沙曲煤矿是离柳矿区开发建设的第一对大型现代化矿井,井田面积138.3535Km2,地处河东煤田中部,在水文地质单元中属柳林泉域岩溶水系统。矿井存在底板突水、陷落柱突水等水害隐患,随着生产工作面的不断拓展,矿井地质及水文地质条件越来越复杂,为保证矿山安全开采,建立三维地质模型及进行涌水量预测具有重要的现实意义。 矿区经过多年开采,积累了大量钻孔资料及地质水文数据。本文运用地下水模拟软件GMS中的Solid模块建立了矿区的三维地质模型,将收集到的零散地质资料系统形象的表示出来。本软件可以对地质模型进行任意方向的切割,展示地层在不同地带的空间分布,还能实现任意高程的水平剖面图的空间展示,从而直观形象的展现矿井生产水平的地层结构。 本文在地质模型的基础上建立概念模型,进一步建立了完整的有限差分非稳定流数学模型,并采用GMS软件中的MODFLOW模块,建立数值模型,通过模型的识别验证,观测孔水位的模拟值和实测值拟合较好,因此,利用此模型预测矿坑涌水量。预测结果为：3#+4#煤太灰疏干时间为20天,疏干涌水量为6795.0m3/d；8#+少煤奥灰峰峰组含水层疏降时间为35天,疏降涌水量为31536.0m3/d。 根据涌水量预测结果及矿井具体情况,提出了地表防治水措施和井下防治水措施,针对矿井生产实际情况,应制定并实施中长期防治水规划。