本文關(guān)鍵詞：厚黃土覆蓋區(qū)煤礦不同開采條件對松散含水層影響的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：我國是能源大國,煤炭儲量居世界第一,主要分布在山西、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏、陜西等西北部地區(qū)。受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與地殼演化活動的影響,許多地區(qū)第四系厚度普遍較大,地層中往往存在富水性較好的松散含水層,尤其是第四系中、下更新統(tǒng)孔隙含水層,是富煤地區(qū)生產(chǎn)生活的主要供水水源。近些年來,隨著采煤活動的深入開展,一系列環(huán)境地質(zhì)問題涌現(xiàn)出來,松散含水層地下水水位呈普遍下降的趨勢,部分區(qū)域已形成地下水降落漏斗甚至含水層被疏干,嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展以及居民的正常生活。為此,在厚黃土地區(qū),研究煤礦開采對松散含水層地下水的影響規(guī)律,對保水采煤、保護(hù)地下水資源具有重要的理論指導(dǎo)意義。本文以山西省屯留縣常村煤礦S6采區(qū)為研究背景,在掌握一定范圍內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件的基礎(chǔ)上,運用GMS軟件,建立三維地下水流數(shù)值模型,研究煤礦在不同開采條件下對松散含水層地下水的影響。通過改變采空區(qū)上覆巖層不同部位的滲透性,模擬研究導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育不同高度(模擬方案為距第四系底部0m、25m、50m、70m、90m、110m以及140m)、不同時段(S6采區(qū)開采后1年、3年及5年)對松散含水層地下水的影響規(guī)律。通過模型的識別調(diào)參與檢驗,模型達(dá)到可預(yù)測的水平。對不同的模擬方案,分別計算出S6采區(qū)開采后不同時段降落漏斗的影響范圍以及漏斗中心處的最大降深。在對研究結(jié)果進(jìn)行分析后,得出如下主要結(jié)論:1.對比分析不同導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度對地下水的影響可知:不同導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度對松散含水層地下水的影響程度不同。整體而言,隨著導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度的增加,對松散含水層的影響呈指數(shù)增大的關(guān)系。模擬研究表明:在導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度距第四系底部小于50m時,對松散含水層地下水的影響最為顯著;導(dǎo)高距第四系底部距離在50—110m之間時,對松散含水層地下水的影響平穩(wěn)降低;當(dāng)距隔水層底板距離大于140m時,對松散含水層地下水基本無影響。2.對比分析S6采區(qū)開采后的不同時段對松散含水層地下水的影響可知:煤礦開采后的不同時段對松散含水層地下水的影響程度不同。整體隨著時間的延長,對松散含水層的影響逐漸減弱。模擬研究表明:煤礦開采后約500天的時間內(nèi),對松散含水層的影響最為顯著;隨著時間的推移,對地下水的影響放緩;大約開采后的5年,對松散含水層的影響趨于穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度 松散含水層 三維地下水流數(shù)值模擬 GMS
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD167
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-13
• 1.1.1 研究意義10-11
• 1.1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2 研究內(nèi)容13-14
• 1.3 研究方法與技術(shù)路線14-16
• 1.3.1 研究方法14-15
• 1.3.2 技術(shù)路線圖15-16
• 第二章 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件16-31
• 2.1 地理位置與交通16-17
• 2.2 自然地理條件17-18
• 2.2.1 氣象17
• 2.2.2 水文17-18
• 2.2.3 地形地貌條件18
• 2.3 研究區(qū)地質(zhì)條件18-25
• 2.3.1 地層巖性18-21
• 2.3.2 地質(zhì)構(gòu)造21-25
• 2.4 研究區(qū)水文地質(zhì)條件25-31
• 2.4.1 主要含水巖組26-29
• 2.4.2 研究區(qū)地下水補、徑、排條件29
• 2.4.3 地下水動態(tài)變化29-31
• 第三章 常村煤礦S6采區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件31-43
• 3.1 常村煤礦及S6采區(qū)概況31-33
• 3.1.1 煤礦概況31
• 3.1.2 S6采區(qū)概況31-33
• 3.2 S6采區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件33-41
• 3.2.1 地質(zhì)條件33-38
• 3.2.2 水文地質(zhì)條件38-41
• 3.3 煤田地質(zhì)特征41-43
• 第四章 基于GMS—MODFLOW模塊的三維地下水?dāng)?shù)值模型的建立與識別檢驗43-60
• 4.1 模擬研究概述43
• 4.2 研究范圍確定43-44
• 4.3 水文地質(zhì)概念模型44-46
• 4.4 數(shù)學(xué)模型46-47
• 4.5 網(wǎng)格剖分47-48
• 4.6 模型的識別與檢驗48-60
• 4.6.1 時段劃分48
• 4.6.2 初始條件48-49
• 4.6.3 地層參數(shù)確定49-51
• 4.6.4 邊界條件確定51-53
• 4.6.5 源匯項確定53-57
• 4.6.6 模型識別57-59
• 4.6.7 模型檢驗59-60
• 第五章 不同開采條件對第四系松散含水層影響的數(shù)值模擬預(yù)測60-82
• 5.1 煤礦開采對上覆松散含水層影響的主要因素60-62
• 5.2 預(yù)測方案62-63
• 5.3 地層滲透性空間變異性分析63-64
• 5.4 預(yù)測結(jié)果與分析64-82
• 5.4.1 預(yù)測時段64
• 5.4.2 預(yù)測階段參數(shù)確定64-65
• 5.4.3 預(yù)測結(jié)果65-79
• 5.4.4 預(yù)測結(jié)果分析79-82
• 第六章 結(jié)論與建議82-84
• 6.1 結(jié)論82-83
• 6.2 建議83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 致謝88-90
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文90

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本文編號：598432