基于FEFLOW的林南倉(cāng)礦滲流場(chǎng)模擬及涌水量預(yù)測(cè).pdf

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1、第4期礦山測(cè)量No．42013年8月MINESURVEYINGAug．2013doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2013．04．24基于FEFLOW的林南倉(cāng)礦滲流場(chǎng)模擬及涌水量預(yù)測(cè)陳書(shū)客(煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院，河北唐山063012)摘要：文中以開(kāi)灤集團(tuán)林南倉(cāng)礦為研究區(qū)，對(duì)林南倉(cāng)礦14煤回采的相關(guān)含水層的富水性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，并建立14煤的相關(guān)含水層的三維水文地質(zhì)模型，預(yù)測(cè)未來(lái)5～10年含水層滲流場(chǎng)特征。關(guān)鍵詞：FEFLOW；帶壓開(kāi)采；富水性分析；滲流場(chǎng)模擬；疏降排水中圖分類(lèi)號(hào)：TD742文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1001—358X(2013)04—0

2、068—04隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用地下水模擬軟件14煤一K3(Ⅱ)含水層以淺灰一深灰色細(xì)砂巖對(duì)某一區(qū)域水資源的變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)已經(jīng)成為水和中砂巖為主，巖層裂隙發(fā)育，斷裂構(gòu)造復(fù)雜，使層文地質(zhì)研究的一個(gè)重要方面¨。開(kāi)灤林南倉(cāng)礦礦井間的連通性較好，可視為一個(gè)統(tǒng)一的含水系統(tǒng)，故將現(xiàn)將進(jìn)行14煤的開(kāi)采，而14煤在開(kāi)灤礦區(qū)還沒(méi)有其概化為單層結(jié)構(gòu)。由于模擬區(qū)構(gòu)造條件、巖性結(jié)成功開(kāi)采的先例與經(jīng)驗(yàn)，再加之其隔水層較薄，水壓構(gòu)和水動(dòng)力條件有所變化，呈現(xiàn)出各向異性的特點(diǎn)，較大，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，對(duì)其開(kāi)采的可行性尚不清楚，因此，區(qū)域含水層為非均質(zhì)、各向異性含水層。因此，林南倉(cāng)礦14煤的開(kāi)采直接涉及到

3、高承壓水下奧灰含水層裂隙發(fā)育，斷裂構(gòu)造復(fù)雜，層間的連采煤的可行性評(píng)價(jià)問(wèn)題，即帶壓開(kāi)采問(wèn)題。通性較好，奧灰含水層視為一個(gè)統(tǒng)一的含水系統(tǒng)，故將其概化為單層結(jié)構(gòu)。由于模擬區(qū)構(gòu)造條件、巖性1水文地質(zhì)條件概況結(jié)構(gòu)和水動(dòng)力條件有所變化，呈現(xiàn)出各向異性的特薊玉煤田林南倉(cāng)井田，位于河北玉田縣林南倉(cāng)點(diǎn)，因此，區(qū)域含水層也可概化非均質(zhì)、各向異性含水層。附近、地理坐標(biāo)為東經(jīng)117。3730”，北緯39。5000”，2．1．2邊界條件概化是薊玉煤田東北端的一個(gè)獨(dú)立向斜構(gòu)造。地形平為了保持本巖溶承壓水系統(tǒng)的完整性，提高系坦，地勢(shì)由北往南逐漸低下，地表標(biāo)高介于+1．00～統(tǒng)數(shù)值模擬的精度，選取系統(tǒng)的自然

4、邊界作為計(jì)算+6．91ITI之間，地形坡度約2／1000。屬大陸性氣邊界。北部邊界作為沖積層入滲補(bǔ)給邊界，南部為候。林南倉(cāng)礦井水文地質(zhì)條件為復(fù)雜型，與l4煤層排泄邊界。開(kāi)采直接破壞和影響的含水層為l2煤一14煤含水2．1．3輸入、輸出條件概化層、14煤一K3含水層及奧灰含水層，其中12煤一l4本含水層系統(tǒng)的輸入、輸出條件主要表現(xiàn)為含煤含水層得到很好的疏干，對(duì)l4煤的開(kāi)采影響較水層隱伏露頭區(qū)沖積層水下滲補(bǔ)給，南部邊界及礦小，不會(huì)造成大的水害。沖積層和煤系各含水層之井排水構(gòu)成自然排泄區(qū)。間均有較好的隔水層賦存，地下水逕流自北向南主2．1．4裂隙水運(yùn)動(dòng)狀態(tài)概化要沿層間流動(dòng)。煤系各含

5、水層在盆狀向斜的北翼接自然界一切現(xiàn)象都是在三維空間里發(fā)生的。本受沖積層第三承壓含水層地下水的補(bǔ)給，主要沿層區(qū)巖溶水的運(yùn)動(dòng)也不例外，假定本區(qū)巖溶水運(yùn)動(dòng)滿間流動(dòng)后，在南翼又泄流于第四紀(jì)地層之中。所以足達(dá)西定律，則可采用連續(xù)滲流方程來(lái)描述巖溶水向斜的北翼是煤系含水層的補(bǔ)給區(qū)，南翼是排泄區(qū)。的運(yùn)動(dòng)。2滲流場(chǎng)數(shù)值模擬與分析2．2數(shù)學(xué)模型的建立采用“三維”數(shù)學(xué)模型模擬研究區(qū)含水層系統(tǒng)地2．1水文地質(zhì)概念模型的建立下水流動(dòng)：2．1．1含水系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)概化68