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潘家窑煤矿原副斜井涌水问题数值模拟研究

刘志鹏  
【摘要】:矿井涌水量是指在矿山建设和生产过程中单位时间内涌入井巷中的水量。矿井涌水量的研究在煤矿的生产建设中是一个非常重要的内容。矿井涌水条件决定了矿井涌水的特点和强度,查明矿井涌水条件有利于准确预测矿井涌水量并且能够有效预防和治理矿井涌水现象。矿井涌水的来源多种多样,包括地下水、大气降水、地表水、废弃井巷的积水等。矿井涌水量是确定矿床水文地质条件复杂程度的重要指标,为矿山排水和防治水设计提供重要依据。能否准确预测矿井涌水量,对于防止矿山安全事故的发生、控制矿山生产建设工程投资规模、降低矿山生产成本和提高矿山生产效益等都具有重要意义。本文通过对国内外涌水量预测的了解基础上,以潘家窑煤矿原副斜井井巷中的三股地下涌水为研究对象探讨了矿井涌水量预测这一问题。 山西中煤潘家窑煤业有限公司为原潘家窑联营煤矿和崔家岭煤矿整合而成。位于朔州市平鲁区井坪镇之南6km处曹庄村南。井田呈多边形,东西长约4.30km,南北宽约4.22km,面积7.897km2。本文研究对象为潘家窑煤矿整合前的原崔家岭矿副斜井井巷中的三股地下的涌水问题,研究区范围选取潘家窑煤矿的东部原崔家岭矿副斜井周围一定范围。原崔家岭矿副斜井井口标高1257.17m,倾角23°,在副斜井内距井口约60余米处有三股地下水涌出,进入斜井内。其中两股涌水点位于斜井壁脚处,标高分别为1233.34m和1230.29m,分别距井口61.0m和68.8m,另一股位于斜井壁顶部,距井口68m,三处涌水点涌水量分别为13.17 m3/h、40.71m3/h和4.20m3/h,总涌水量为58.08m3/h。 本文通过收集资料、调查、水文地质勘探查明矿区及研究区水文地质条件,探讨潘家窑煤矿原副斜井涌水的补给来源和途径,查明研究区地下水的富水性,分析水库的渗漏对潘家窑煤矿原副斜井涌水的影响、渗漏水进入潘家窑煤矿原副斜井的途径。对研究区水文地质条件进行合理的概化,根据水文地质概念模型建立数学模型,应用国际上先进的Visual Modflow专业软件系统求解以上数学模拟模型,并利用已知观测孔水位资料进行模型识别。根据已识别的模型,预测水库水位变化时影响副斜井涌水量大小的变化。


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