柠条塔矿井水文地质特征研究

发布时间：2017-08-02 03:25

  本文关键词：柠条塔矿井水文地质特征研究

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【摘要】：柠条塔煤矿位于陕西省榆林市神木县西北部,距神木县城约30km。矿井于2005年开始建设,2009年开始试生产。矿井北翼已回采1～、2-煤多个工作面,矿井南翼首采的2-煤S1210工作面因2011年5月发生突水导致停产,迫使南翼生产区域移到北部。 本文通过对柠条塔矿井大量地质勘查和生产期问获取资料的分析和研究,认为本区地下水的径流循环条件好,地下水总体流向为由西向东北、东及东南方向；井田地质构造为一向西倾斜的单斜,无断层发育；本矿井的充水水源多,地下水联通条件好。大气降水是地表水及地下水的主要补给源；地表水体有庙沟、考考乌素沟、肯铁岭河和芦草沟及部分季节性沟流,地表水体和含水层水通过岩石裂隙存在直接的补排关系,在沟谷区可通过采动裂隙进入矿井；矿井充水含水层有煤层上覆砂岩和松散层含水层。直罗组风化基岩裂隙承压含水层和延安组砂岩承压含水层是矿井充水主要水源,尤其在矿井南翼,成为开采2-煤的直接充水含水层；沿考考乌素沟两侧分布的小煤窑在2-和3-煤层中留下采空区,采空区积水对矿井生产造成一定影响；在井田东部进行采掘活动时还将受到烧变岩水的影响。矿井主要充水通道为采矿形成的冒裂带,在井田中部原计划露天开采的区域存在较多未封闭钻孔,这些钻孔也成为矿井充水通道。 矿井地貌类型南北翼差异性明显,北翼主要为黄土丘陵沟壑区,大气降水入渗率小,南翼主要为风沙覆盖区,利于大气降水入渗；北翼矿井水文地质条件相对简单,涌水量一般在200m3/h左右；南翼水文地质条件复杂,含水层补给及富水性较好,涌水量一般在400m3/h左右。 南翼S1210工作面推采至距切眼61m处时,发生了水量最大达1157.Om3/h的突水。突水原因是初次来压后顶板冒落、导水裂隙带沟通了上部风化基岩裂隙承压含水层等水源；本文利用Visual Modflow和“大井法”对S1210工作面涌水量进行了分段模拟预算,建议在S1210工作面向北1700m处重开切眼,预计S1210工作面1700-6000m段正常涌水量为862m3/h,最大涌水量为1293m3/h；针对矿井实际,本文提出了避开大水区域、先在水文地质条件相对简单的南翼北部进行生产的建议。
【关键词】：柠条塔矿井 水文地质特征 充水因素 Visual MODFLOW 大井法
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P641.4;TD745
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1.绪论8-18
• 1.1 背景和研究意义8-10
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 矿井充水水源判别方法的研究现状10-11
• 1.2.2 导水通道的研究现状11-12
• 1.2.3 涌水量预测研究现状12-14
• 1.2.4 矿井防治水技术14-15
• 1.3 研究内容与技术路线15-18
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 研究方法15-17
• 1.3.3 技术路线17-18
• 2.研究区概况18-30
• 2.2 矿井位置、范围及建设和生产情况18-21
• 2.2.1 位置、范围18-19
• 2.2.2 矿井建设和生产情况19
• 2.2.3 交通19-21
• 2.3 自然地理21-22
• 2.3.1 地形地貌21
• 2.3.2 地表水系21
• 2.3.3 气象21-22
• 2.3.4 地震22
• 2.4 矿井地质22-26
• 2.4.1 地层23-26
• 2.4.2 构造26
• 2.5 含煤地层26-30
• 3.矿井水文地质条件30-40
• 3.1 区域水文地质30-31
• 3.2 矿井水文地质31-37
• 3.2.1 地貌及地表水系31-32
• 3.2.2 含水层32-36
• 3.2.3 隔水层36-37
• 3.2.4 地下水补给、径流和排泄37
• 3.3 矿井充水状况37-40
• 3.3.1 矿井涌水现状37-38
• 3.3.2 矿井突水及治理情况38-40
• 4.矿井充水因素分析40-55
• 4.1 疏放水实验40-43
• 4.1.1 试验过程40-41
• 4.1.2 放水试验成果分析41-42
• 4.1.3 水化学成果分析42-43
• 4.1.4 成果小结43
• 4.2 矿井充水条件43-49
• 4.2.1 充水水源43-45
• 4.2.2 充水通道45-49
• 4.2.3 充水强度49
• 4.3 水文地质特征49-51
• 4.3.1 北翼水文地质特征49-50
• 4.3.2 南翼水文地质特征50-51
• 4.4 S1210工作面突水原因分析51-55
• 4.4.1 突水特征51-52
• 4.4.2 突水原因分析52-55
• 5.矿井涌水量预测计算及矿井防治水建议55-75
• 5.1 数值模拟与涌水量计算56-69
• 5.1.1 Visual Modflow简介56
• 5.1.2 含水层地下水系统与概念模型56
• 5.1.3 数学模型与数值方法56-59
• 5.1.4 地下水流动三维有限差分模拟59-64
• 5.1.5 地下水模型的运行与校正64-66
• 5.1.6 三维有限差分流场模拟及涌水量计算66-69
• 5.2 解析法水量计算69-72
• 5.2.1 解析法原理概述69-70
• 5.2.2 涌水量计算70-72
• 5.3 小结72-73
• 5.4 矿井防治水建议73-75
• 5.4.1 重新选择切眼位置73
• 5.4.2 新切眼工作面防治水措施73
• 5.4.3 涌水点处理措施73-74
• 5.4.4 矿井防治水建议74-75
• 6.结论75-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-80

【共引文献】

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本文编号：607459