基于FEFLOW的林南仓矿渗流场模拟及涌水量预测.pdf

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1、第4期矿山测量No．42013年8月MINESURVEYINGAug．2013doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2013．04．24基于FEFLOW的林南仓矿渗流场模拟及涌水量预测陈书客(煤炭科学研究总院唐山研究院，河北唐山063012)摘要：文中以开滦集团林南仓矿为研究区，对林南仓矿14煤回采的相关含水层的富水性进行分析评价，并建立14煤的相关含水层的三维水文地质模型，预测未来5～10年含水层渗流场特征。关键词：FEFLOW；带压开采；富水性分析；渗流场模拟；疏降排水中图分类号：TD742文献标识码：B文章编号：1001—358X(2013)04—0

2、068—04随着计算机技术的发展，运用地下水模拟软件14煤一K3(Ⅱ)含水层以浅灰一深灰色细砂岩对某一区域水资源的变化趋势进行预测已经成为水和中砂岩为主，岩层裂隙发育，断裂构造复杂，使层文地质研究的一个重要方面¨。开滦林南仓矿矿井间的连通性较好，可视为一个统一的含水系统，故将现将进行14煤的开采，而14煤在开滦矿区还没有其概化为单层结构。由于模拟区构造条件、岩性结成功开采的先例与经验，再加之其隔水层较薄，水压构和水动力条件有所变化，呈现出各向异性的特点，较大，地质构造复杂，对其开采的可行性尚不清楚，因此，区域含水层为非均质、各向异性含水层。因此，林南仓矿14煤的开采直接涉及到

3、高承压水下奥灰含水层裂隙发育，断裂构造复杂，层间的连采煤的可行性评价问题，即带压开采问题。通性较好，奥灰含水层视为一个统一的含水系统，故将其概化为单层结构。由于模拟区构造条件、岩性1水文地质条件概况结构和水动力条件有所变化，呈现出各向异性的特蓟玉煤田林南仓井田，位于河北玉田县林南仓点，因此，区域含水层也可概化非均质、各向异性含水层。附近、地理坐标为东经117。3730”，北纬39。5000”，2．1．2边界条件概化是蓟玉煤田东北端的一个独立向斜构造。地形平为了保持本岩溶承压水系统的完整性，提高系坦，地势由北往南逐渐低下，地表标高介于+1．00～统数值模拟的精度，选取系统的自然

4、边界作为计算+6．91ITI之间，地形坡度约2／1000。属大陆性气边界。北部边界作为冲积层入渗补给边界，南部为候。林南仓矿井水文地质条件为复杂型，与l4煤层排泄边界。开采直接破坏和影响的含水层为l2煤一14煤含水2．1．3输入、输出条件概化层、14煤一K3含水层及奥灰含水层，其中12煤一l4本含水层系统的输入、输出条件主要表现为含煤含水层得到很好的疏干，对l4煤的开采影响较水层隐伏露头区冲积层水下渗补给，南部边界及矿小，不会造成大的水害。冲积层和煤系各含水层之井排水构成自然排泄区。间均有较好的隔水层赋存，地下水迳流自北向南主2．1．4裂隙水运动状态概化要沿层间流动。煤系各含

5、水层在盆状向斜的北翼接自然界一切现象都是在三维空间里发生的。本受冲积层第三承压含水层地下水的补给，主要沿层区岩溶水的运动也不例外，假定本区岩溶水运动满间流动后，在南翼又泄流于第四纪地层之中。所以足达西定律，则可采用连续渗流方程来描述岩溶水向斜的北翼是煤系含水层的补给区，南翼是排泄区。的运动。2渗流场数值模拟与分析2．2数学模型的建立采用“三维”数学模型模拟研究区含水层系统地2．1水文地质概念模型的建立下水流动：2．1．1含水系统内部结构概化68