疏干排水对临近铁路安全性影响研究

某矿开拓过程中需充分考虑对临近铁路的影响,分别从开拓系统疏干形成的降水漏斗影响范围及对地表和铁路的影响进行分析,通过库萨金公式计算降水漏斗影响半径,同时利用渗流分析法求解地表下沉位移,在此基础上利用FLAC3D分析疏干排水形成的降水漏斗对开拓巷道、地表及铁路稳定性的影响。得到如下结论:理论计算的矿区最大降水漏斗影响半径为1323.14 m,矿区临近铁路均在最大降水漏斗范围内,铁路线附近地表沉降为4.61 mm;-270、-230、-170 m和-120 m四个水平开拓巷道的孔隙水压下降最大值分别为2.74、2.34、1.73 MPa和1.21 MPa,最大沉降分别为0.53、0.74、1.01 mm和1.15 mm;降水漏斗引起地表最大沉降为1.62 mm,铁路干线上最大沉降为1.53 mm,均远小于Ⅰ级建、构筑物位移与变形的允许倾斜i=3 mm/m。理论计算和数值模拟结果表明,矿区开拓系统疏干排水形成的降水漏斗对开拓巷道、地表和铁路均无显著的影响。

煤矿地下水流场动态模拟及预测研究

煤炭资源开采导致地下水长期疏干形成以工作面为中心的降落漏斗,采用Visual MODFLOW(VMOD)对煤矿地下水流场进行动态数值模拟,直罗组下段含水层受矿井疏干影响,降落漏斗直径在不断增加,2021年漏斗中心最大降升达到241 m,降落中心水位已低于该含水层隔水顶板,该区域含水层由承压转无压。VMOD模型预测未来持续疏干状态下地下水流场的结果表明,含水层接受侧向补给量较小,2035年由于下部煤层开采时部分煤层“两带”无法导通上部煤层采空区,导致疏水量有所降低。直罗组底部含水层降落漏斗的中心水位有所恢复,半径也有所减小。

宽条带跳采对地下水影响分析

为了减小开采对地下水资源的影响和破坏,根据开采引起导水裂隙带的形成机理,结合条带开采导致矿山压力较小,对上覆岩层的破坏较轻等优点,提出了宽条带跳采的采煤方法。通过数值模拟,分析了宽条带跳采和全部冒落法开采引起的降水漏斗的影响范围。结果表明:采用不同的开采方法对地下水资源的影响和破坏不同,采用宽条带跳采引起的降水漏斗的影响半径较小,对地下水的赋存、运移条件破坏较轻,为减小采动对地下水资源的破坏和环境恶化提供了一种有效的技术途径。

岩溶隧道工程修建对地下水环境的影响

岩溶地区隧道施工期涌突水危害巨大,而大量输排地下水又会引发一系列的地质灾害。对中梁山隧道水文地质进行分析,采用遗传算法优化BP神经网络并对渗透参数进行反演,研究了隧道工程不同埋深、排水量对地下水环境的影响规律,并探究了隧道施工期和运行期地下水环境随时间的演变规律。结果表明:富水岩溶地区隧道具有从隔水层到含水层界面处涌突水风险最大的特点;开挖隧道时隧道高程越低、排水量越大,地下水环境变化越大;隧址区降落漏斗呈现出南侧小于北侧、东侧小于西侧的特征。现有施工期排水条件下施工地下水位下降很快且不能恢复到原水位,建议该地区在隧道施工期控制排水量,并在施工期及运营期采取保护地下水环境的措施。

地下水数值模拟及地下水漏斗可视化研究实例

根据济宁市漏斗区的地质及水文地质条件,利用地下水数值模拟软件VisuaI MODFLOW建立了研究区地下水流模拟模型,并依据数值模拟的计算结果,利用可视化语言IDL对研究区地下水流场进行了可视化显示和分析。结果表明:将地下水流场的可视化与地下水数值模拟相结合,能够提高地下水数值模拟的可视化水平,得到更直观、更深层次的地下水流场信息,为地下水资源开采决策提供必要的地下水动力场信息。

降落漏斗区流场的灰色数值模拟方法研究

对地下水降落漏斗区流场进行灰色数值模拟时,应充分考虑漏斗区内水流的流向问题。由于流向的不同,所建立的方程也有差异。基于这一思想,在建立了地下水流基本灰色有限差分方程的基础上,探讨了降落漏斗区的灰色数值方程的求解方法;并对武安市东部水源地进行了模拟。模拟结果表明,所提出的解法具有很好的应用效果,从而验证了这种新的模拟方法的正确性。对开展地下水降落漏斗区的地下水资源评价和水环境保护具有积极的指导意义。

FEFLOW在X煤矿地下水数值模拟中的应用

摘FEFLOW是目前广泛应用的三维有限元地下水数值模拟软件,在地下水分析中有着广泛的应用。文章利用FEFLOW对X煤矿矿区地下水建立数值模型,对地下水的运移情况进行数值模拟,研究矿区地下水水位的变化情况,并分析降落漏斗的形成原因。

长垣西部地区不同开采方案地下水数值模拟

通过对长垣西部地区的水文地质条件综合分析 ,建立了地下水数值模拟模型 ,经对模型识别和校正后 ,按三种不同的方案开采地下水。未来预报对比表明 ,采用方案 A、B使漏斗范围内地下水位持续下降 ,而方案 C较为合理。最后通过模型控制水位变化来确定各水源地未来的合理开采量。

基于返揭法的东营凹陷古地热场三维动态模拟

返揭法是利用沉积盆地的大地构造背景、地壳结构、基底热流和沉积层物性参数来确定盆地内各地层的热流及地下温度场分布的一种方法。将基于这一方法研发的软件与基于角点网格建立的三维构造-地层格架模型耦合起来,以东营凹陷的实际数据为例进行了热史反演和古地热场重构,计算并显示了该凹陷在各演化时期的温度和热流三维分布状态。盆地基底古热流是实现盆地地热场模拟的基础边界参数条件,与其他方法相比,返揭法的优点是在计算盆地基底古热流时,可以避开因为构造-岩浆热事件造成的局部古大地热流值异常,而直接采用较稳定的地幔热流值来反演求解。该方法原理简单、计算量较小,只要将该模拟模块与附加地热场模拟模块集成起来,便可完整地实现复杂盆地的古地热场演化模拟。

基于3Dmine矿业软件的露天矿山采剥计划的数值模拟

为研究露天矿山采剥计划年矿岩总量和矿石量,以某露天金属矿为研究背景,依据锥体排除法生成最优地质开采体,运用动态规划理论对最优开采体进行经济评价,以3Dmine为载体建立采剥计划模型对矿山生产进行数值模拟,并与矿山6年的实际生产数据进行对比分析。研究表明:模拟结果与矿山的实际生产数据基本吻合,运用该模型为矿山预测未来5年的采剥计划。模型得到的采剥计划对该矿山的生产有一定的参考价值,并对其他矿山有借鉴意义。