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    基于鉆探-物探數(shù)據(jù)融合的礦井涌水量預(yù)測(cè)及效果評(píng)估

    2021-08-23 12:37:24高瑞忠姬騰達(dá)楊宇晗肖彬虎張春雨
    煤礦安全 2021年8期
    關(guān)鍵詞:涌水量物探含水層

    高瑞忠,姬騰達(dá),于 嬋,楊宇晗,肖彬虎,張春雨

    (1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木建筑工程學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018;2.內(nèi)蒙古自治區(qū)水文總局,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020;3.中煤陜西榆林能源化工有限公司 大海則煤礦,陜西 榆林 719000)

    礦井涌水量預(yù)測(cè)與煤礦開(kāi)采方案和排水能力設(shè)計(jì)密切相關(guān),是礦井在整個(gè)生產(chǎn)壽命周期內(nèi)的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的意義重大,也是礦床水文地質(zhì)的重要研究?jī)?nèi)容,因此,礦井涌水量的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)尤為重要[1-5],而礦區(qū)地質(zhì)地層是復(fù)雜的非線性開(kāi)放系統(tǒng),不同地區(qū)的水文地質(zhì)條件復(fù)雜多樣,并且影響礦井涌水量的因素較多,然而這些因素又隨著外界環(huán)境的改變而動(dòng)態(tài)變化,使得礦井涌水量的科學(xué)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的工作[6-8]。許多學(xué)者開(kāi)展了關(guān)于礦井涌水量預(yù)測(cè)的研究,形成了多種多樣關(guān)于礦井涌水量預(yù)測(cè)與計(jì)算的理論和方法,例如利用數(shù)值模擬[9-14]、時(shí)間序列[15-25]、水文地質(zhì)比擬[24]和解析法[27-33]等技術(shù)方法進(jìn)行礦井涌水量預(yù)測(cè),而預(yù)測(cè)結(jié)果的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和對(duì)工程實(shí)踐的指導(dǎo)意義卻一直不理想,不可否認(rèn)還普遍存在預(yù)測(cè)誤差較大、精度較低的問(wèn)題,主要是礦井礦區(qū)地質(zhì)地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,水文地質(zhì)條件認(rèn)識(shí)不足、計(jì)算方法難以概化描述實(shí)際開(kāi)采條件下水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律等原因?qū)е隆?/p>

    為此,以大海則煤礦作為典型研究對(duì)象,分析影響礦井涌水量的主要因素,認(rèn)識(shí)確定開(kāi)采地層的充水因素,融合利用鉆探-物探數(shù)據(jù)來(lái)精細(xì)刻畫(huà)礦區(qū)地質(zhì)地層及水文地質(zhì)結(jié)構(gòu),構(gòu)建礦區(qū)井田三維地質(zhì)實(shí)體模型,采用數(shù)值模擬法、大井法和集水廊道法預(yù)測(cè)計(jì)算礦井涌水量,綜合對(duì)比多種方法和成果,旨在探討基于多元數(shù)據(jù)提高礦井涌水量預(yù)測(cè)計(jì)算精度的應(yīng)用方案,完善礦井涌水量預(yù)測(cè)技術(shù)和理論,為煤礦有效規(guī)避的水災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)事故和安全開(kāi)采提供科學(xué)依據(jù)。

    1 研究區(qū)概況和研究方法

    1.1 研究區(qū)概況

    大海則礦井位于陜西省榆林市榆陽(yáng)區(qū)西部,行政隸屬榆陽(yáng)區(qū)補(bǔ)浪河鄉(xiāng),礦井坐標(biāo):東經(jīng)109°00′54″~109°16′57″,北緯38°22′01″~38°30′01″,位于榆橫礦區(qū)(北區(qū))的西北部;井田規(guī)劃面積為276.3 km2,是中煤集團(tuán)重點(diǎn)建設(shè)的陜蒙億噸級(jí)煤炭基地的主力礦井之一。煤礦井田面積265.63 km2,海拔高度為1 206~1 311 m,當(dāng)?shù)啬昃邓繛?36.7 mm,蒸發(fā)量為1 907.2 mm??紤]數(shù)值模擬計(jì)算礦井涌水量,因此模擬概化面積427 km2。

    1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

    礦區(qū)的降水、蒸發(fā)、氣溫、輻射和相對(duì)濕度等氣候數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data.cma.cn),DEM數(shù)據(jù)來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn)。地下水水位數(shù)據(jù)來(lái)源于2019—2020年豐、平、枯不同時(shí)段區(qū)域地下水的實(shí)際監(jiān)測(cè)。礦區(qū)地質(zhì)及水文地質(zhì)資料、鉆孔數(shù)據(jù)和抽水試驗(yàn)成果來(lái)源于項(xiàng)目合作單位中煤陜西榆林能源化工有限公司大海則煤礦。物探數(shù)據(jù)采用天然電場(chǎng)物探儀(KT-400SZ)測(cè)得,共50個(gè)斷面點(diǎn)。

    礦井涌水量計(jì)算采用數(shù)值模擬法、大井法和集水廊道法。

    數(shù)值模擬預(yù)測(cè)礦井涌水量采用GMS地下水模擬系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。GMS(Groundwater Modeling System)地下水模擬系統(tǒng)由Brigham Yong University的環(huán)境模型實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)軍工水道實(shí)驗(yàn)站聯(lián)合開(kāi)發(fā),其具有非常強(qiáng)大功能的圖形界面、綜合化的地下水模型構(gòu)建和數(shù)值模擬等功能,可以在3D環(huán)境下開(kāi)發(fā)、表征以及對(duì)地下水水流運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)行可視化模擬,為國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者廣泛使用[9-10,12-14]。

    “大井法”涌水量計(jì)算選用承壓轉(zhuǎn)無(wú)壓完整井流公式[29-31]:

    “集水廊道法”計(jì)算涌水量公式[34-36]:

    式中:B為集水廊道長(zhǎng)度,m,即工作面年推進(jìn)長(zhǎng)度;其他符號(hào)同前。

    文中的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析采用Excel@2010軟件完成,空間分布圖通過(guò)ArcGIS@10.3軟件制作。

    2 礦區(qū)地層結(jié)構(gòu)辨析

    2.1 礦區(qū)物探試驗(yàn)與解釋

    綜合大海則煤礦238個(gè)鉆孔勘探數(shù)據(jù),布設(shè)物探斷面50個(gè),每個(gè)物探點(diǎn)布設(shè)2條測(cè)線,每條測(cè)線上長(zhǎng)30 m,每個(gè)物探點(diǎn)上布置試驗(yàn)點(diǎn)15個(gè),總共測(cè)距離2 940 m,共計(jì)試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)1 470個(gè)。

    根據(jù)已有的鉆孔柱狀數(shù)據(jù),物探試驗(yàn)選取了25個(gè)鉆孔作為探測(cè)對(duì)象,進(jìn)而驗(yàn)證物探試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。以ZL-8號(hào)地質(zhì)鉆孔測(cè)得物探數(shù)據(jù)解釋地層剖面圖為例表明物探解釋及校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性,在40~240 m處地層剖面圖顯示出較高的電位值,表明該點(diǎn)在此深度范圍內(nèi)是高阻體,含水量較??;在0~40 m和240 m以下區(qū)域,顯示出較低的電位值,說(shuō)明這2層的電阻值較小,可判斷為含水層。結(jié)合實(shí)際鉆孔柱狀圖判斷在0~90 m是第四系風(fēng)積沙層,擁有較強(qiáng)的儲(chǔ)水能力,在地層剖面圖中呈現(xiàn)出低電位值、低電阻率值;90~232 m為泥巖和砂質(zhì)泥巖,泥巖隔水性較強(qiáng),顯示有較高的電位值和電阻率值,為隔水層的大致厚度和位置;232 m以下為廣泛的細(xì)粒砂巖、粉砂巖,判斷為含水層,物探數(shù)據(jù)顯示為低阻區(qū)。因此,該鉆孔位置物探試驗(yàn)數(shù)據(jù)解釋的地層剖面圖可以較好的反映礦區(qū)實(shí)際的地層結(jié)構(gòu)。

    2.2 基于鉆探-物探數(shù)據(jù)的三維地質(zhì)實(shí)體模型

    綜合野外物探試驗(yàn)數(shù)據(jù)和礦區(qū)鉆孔資料,結(jié)合礦井水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報(bào)告[37]及大海則礦區(qū)綜合水文地質(zhì)圖,分析礦區(qū)地層巖性,將地層概化為9層,從上到下依次為第四系含水層、第四系-白堊系隔水層、白堊系含水層、白堊系-安定組隔水層、安定組含水層、安定組-直羅組隔水層、直羅組含水層、2煤層隔水層、2-3煤含水層,構(gòu)建礦區(qū)井田三維地質(zhì)實(shí)體模型。

    3 礦井涌水量預(yù)測(cè)數(shù)值模擬

    3.1 概念模型和數(shù)學(xué)模型

    1)概念模型。煤礦所在的區(qū)域含水層參數(shù)隨巖性的不同而異,且不同方向上存在差異,故將含水介質(zhì)概化為非均質(zhì)各向異性;地下水系統(tǒng)輸入、輸出要素隨時(shí)間變化,概化地下水流為非穩(wěn)定流;區(qū)域水力坡度小,含水層分布廣、厚度大,地下水運(yùn)動(dòng)符合達(dá)西定律。因此,含水層系統(tǒng)概化為非均質(zhì)各向異性三維非穩(wěn)定流??紤]地下水流場(chǎng)及煤礦井田范圍,確定數(shù)值模擬計(jì)算范圍,地下水自東北向西南運(yùn)動(dòng),將東北側(cè)作入補(bǔ)給邊界,西南側(cè)為排泄邊界,其余兩側(cè)概化為0流量邊界。

    2)數(shù)學(xué)模型。依據(jù)滲流的連續(xù)性原理和達(dá)西定律,結(jié)合概念模型得研究區(qū)地下水運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型:

    式中:H為地下水水頭,m;Kxx、Kyy、Kzz為x、y、z方向的滲透系數(shù),m/d;Ss為含水層儲(chǔ)水率;q為含水層二類邊界單位面積過(guò)水?dāng)嗝嫜a(bǔ)給流量,m3/d;ε為源匯項(xiàng)強(qiáng)度;Ω為滲流區(qū)域;x、y、z為各方向長(zhǎng)度;t為時(shí)間。

    3.2 數(shù)值模擬

    將煤礦數(shù)值模擬區(qū)域在水平和垂向上進(jìn)行立體剖分,剖分單元大小為500×500,水平剖分為456行和456列,垂向上剖分為9層,共剖分934 353個(gè)網(wǎng)格。數(shù)值模擬區(qū)域三維立體剖分如圖1。潛水水位實(shí)測(cè)值與計(jì)算值對(duì)比如圖2。

    圖1 數(shù)值模擬區(qū)域三維立體剖分Fig.1 Three-dimensional subdivision

    圖2 潛水水位實(shí)測(cè)值與計(jì)算值對(duì)比Fig.2 Comparison of measured and calculated values of water level

    模型計(jì)算時(shí)段為2019年7月—2021年3月,其中以2020年7月和11月地下水水位觀測(cè)數(shù)據(jù)作為模型識(shí)別的基準(zhǔn)值,2021年1月數(shù)據(jù)作為模型的驗(yàn)證值。在模型識(shí)別驗(yàn)證階段,水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水位實(shí)際觀測(cè)值與水位計(jì)算值擬合效果較好,識(shí)別階段和驗(yàn)證階段均小于相對(duì)誤差小于0.007。因此,礦區(qū)地下水運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬模型是可靠的,可應(yīng)用于煤礦涌水量的動(dòng)態(tài)。

    4 礦井涌水量預(yù)測(cè)及效果評(píng)估

    4.1 數(shù)值模擬涌水量預(yù)測(cè)

    大海則煤礦分為201盤(pán)區(qū)~214盤(pán)區(qū),共14個(gè),將201盤(pán)區(qū)和206盤(pán)區(qū)作為涌水量預(yù)測(cè)研究對(duì)象,根據(jù)未來(lái)礦井生產(chǎn)月巷道回采進(jìn)度,依次劃分為若干工作進(jìn)度期。206盤(pán)區(qū)長(zhǎng)3 689.27m,寬3 320.13 m,月巷道回采進(jìn)度為308.8 m,分為16個(gè)工作進(jìn)度期;201盤(pán)區(qū)長(zhǎng)3 204.3 m,寬3 077.03 m,月巷道回采進(jìn)度為282.3 m,分為12個(gè)工作進(jìn)度期。在開(kāi)采初期206盤(pán)區(qū)和201盤(pán)區(qū)同時(shí)開(kāi)采,第12個(gè)開(kāi)采進(jìn)度期結(jié)束時(shí),206盤(pán)區(qū)依舊進(jìn)行開(kāi)采,而201盤(pán)區(qū)開(kāi)采結(jié)束,在后續(xù)4個(gè)開(kāi)采進(jìn)度期,開(kāi)采的工作面只有206盤(pán)區(qū)。206盤(pán)區(qū)開(kāi)采方向?yàn)橛杀毕蚰希瑥淖笸乙来芜M(jìn)行;201盤(pán)區(qū)為由南向北,從右往左依次進(jìn)行開(kāi)采。涌水量數(shù)值模擬預(yù)測(cè)從2022年1月1日開(kāi)始至2023年5月1日結(jié)束。

    煤礦開(kāi)采過(guò)程中導(dǎo)水?dāng)嗔褞堪l(fā)育到頂板直羅組砂巖含水層,未導(dǎo)通其上部的其他含水層。本次預(yù)測(cè)煤層包括2煤層和3煤層,201盤(pán)區(qū)和206盤(pán)區(qū)2、3煤層的礦井涌水量主要來(lái)源于垮裂帶導(dǎo)通的直羅組直接充水含水層和安定組、白堊系和第四系間接充水含水層。由于2、3煤層之間間隙較小,且層間巖性多為泥巖和砂質(zhì)泥巖互層,2煤層的充水水源即為3煤層的充水水源,因此將直接充水含水層均確定為直羅組含水層。為了預(yù)測(cè)降水對(duì)深層巷道涌水量的影響,取1985—2019年最大月降水87.6 mm(8月)作為未來(lái)豐水期的降水量來(lái)預(yù)測(cè)礦井最大涌水量,取多年月均降水量27.17 mm預(yù)測(cè)礦井的正常涌水量。

    根據(jù)煤礦201和206盤(pán)區(qū)開(kāi)采方案,隨著月巷道回采進(jìn)度不斷調(diào)整開(kāi)采范圍,在開(kāi)采面上通過(guò)設(shè)置虛擬井來(lái)模擬地下水涌出的過(guò)程。數(shù)值預(yù)測(cè)涌水量虛擬井布設(shè)如圖3。

    圖3 數(shù)值預(yù)測(cè)涌水量虛擬井布設(shè)Fig.3 Virtual well layout prediction of water inflow

    第1個(gè)工作進(jìn)度期開(kāi)始時(shí),在相應(yīng)工作面內(nèi)布設(shè)虛擬開(kāi)采井,抽水井流量為1 500 m3/d,使地下水位下降至預(yù)測(cè)煤層底板處為止,其中2煤底標(biāo)高533.77 m,3煤底標(biāo)高502.31 m,第1個(gè)工作進(jìn)度期結(jié)束時(shí),此時(shí)的虛擬井開(kāi)采量即為礦井第1工作期的礦井涌水量;預(yù)測(cè)第2工作期涌水量時(shí),上一工作期末流場(chǎng)作為初始流場(chǎng),根據(jù)月巷道回采進(jìn)度重新布置虛擬開(kāi)采井,使地下水位穩(wěn)定在2煤、3煤層底板,得到第2工作期的礦井涌水量。以此例推,后續(xù)工作進(jìn)度期內(nèi)不斷調(diào)整虛擬井的數(shù)量,依次完成各階段涌水量動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)。在預(yù)測(cè)2煤層時(shí)布設(shè)虛擬井?dāng)?shù)量16個(gè),預(yù)測(cè)3煤層布設(shè)虛擬井?dāng)?shù)量12個(gè)。

    工作進(jìn)度期(1、3、6、9、12、16)水位流場(chǎng)圖如圖4,各煤層涌水量動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果如圖5。

    圖4 工作進(jìn)度期(1、3、6、9、12、16)水位流場(chǎng)圖Fig.4 Prediction water level changes of coal seam in working schedule periods(1、3、6、9、12、16)

    圖5 各煤層涌水量動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果Fig.5 Dynamic prediction results of water inflow in each coal seam

    根據(jù)數(shù)值模型涌水量預(yù)測(cè)結(jié)果可以看出,大海則礦區(qū)豐水期和枯水期的降水量差別比較大,但其最大涌水量和正常涌水量預(yù)測(cè)結(jié)果差別并不明顯,主要原因?yàn)槊簩勇裆钶^大,2煤層以上泥巖、砂質(zhì)泥巖較厚,形成較多的隔水層和弱透水層導(dǎo)致。

    4.2 大井法涌水量預(yù)測(cè)

    結(jié)合礦區(qū)地形地貌及礦區(qū)含水層水文地質(zhì)條件及特征,并根據(jù)此次抽水試驗(yàn)水文孔ZL-1、ZL-2、ZL-3、ZL-4、ZL-5、ZL-6、ZL-7、ZL-8號(hào)和前人對(duì)直羅組抽水實(shí)驗(yàn)的水文孔P6、P25、ZK39-17和ZK39-21的資料,來(lái)預(yù)測(cè)大海則礦井涌水量。

    井田煤層開(kāi)采時(shí)的涌水量主要受其直接頂板的砂巖孔隙裂隙含水層的影響,當(dāng)?shù)V井排水時(shí),在礦井周?chē)蜁?huì)形成以巷道系統(tǒng)為中心的降落漏斗,這與鉆孔抽水時(shí)周?chē)纬傻慕德渎┒奉愃疲蚨梢詫⑾锏老到y(tǒng)分布的范圍假設(shè)為1個(gè)理想的大井。

    涌水量計(jì)算以運(yùn)輸大巷為界分為206盤(pán)區(qū)和201盤(pán)區(qū)2部分,因礦井南北水文地質(zhì)條件差異,固分別計(jì)算206盤(pán)區(qū)和201盤(pán)區(qū)開(kāi)采2煤時(shí)的涌水量,最后將兩者相加作為最終的礦井涌水量。

    201盤(pán)區(qū)的面積平均約為25.87 km2,滲透系數(shù)選取鉆孔ZL-7、ZL-8、P6、抽水試驗(yàn)時(shí)所取得的參數(shù)的平均值為0.058 m/d;承壓含水層的厚度為201盤(pán)區(qū)導(dǎo)水?dāng)嗔褞Оl(fā)育范圍內(nèi)的含水層厚度平均值為33.01 m;含水層水柱高度為直羅組自然水位標(biāo)高至2煤頂板的標(biāo)高值545.23 m。206盤(pán)區(qū)的面積平均約為24.56 km2;滲透系數(shù)選取鉆孔ZL-1、ZL-2、ZL-3、ZL-4、ZL-5、ZL-6、P25、ZK39-17、ZK39-21抽水試驗(yàn)時(shí)所取得的參數(shù)的平均值,其平均值為0.169 m/d;承壓含水層的厚度為206盤(pán)區(qū)導(dǎo)水?dāng)嗔褞Оl(fā)育范圍內(nèi)的含水層厚度平均值,其平均值為29.16 m;水柱高度為直羅組自然水位標(biāo)高至2煤頂板的標(biāo)高值,其值為624.485 m。

    開(kāi)采2煤時(shí),201盤(pán)區(qū)涌水量為16 904.55 m3/d;206盤(pán)區(qū)的涌水量為29 032.38 m3/d,同時(shí)開(kāi)采201盤(pán)區(qū)和206盤(pán)區(qū)時(shí)礦井涌水量為45 936.93 m3/d。

    4.3 集水廊道法涌水量預(yù)測(cè)

    針對(duì)南北盤(pán)區(qū)取年總推進(jìn)度最長(zhǎng)工作面作為集水廊道進(jìn)水?dāng)嗝?,其中南部盤(pán)區(qū)年推進(jìn)度為7 236 m,北部盤(pán)區(qū)年推進(jìn)度為5 968 m,開(kāi)采2煤時(shí),201盤(pán)區(qū)涌水量為27 614.9 m3/d;206盤(pán)區(qū)的涌水量為13 973.9 m3/d,同時(shí)開(kāi)采201盤(pán)區(qū)和206盤(pán)區(qū)時(shí)礦井涌水量為41 588.8m3/d,大井法和集水廊道法計(jì)算煤礦涌水量成果見(jiàn)表1。

    表1 大井法和集水廊道法計(jì)算煤礦涌水量成果Table 1 Calculation parameters of water inflow by large well method and catchment corridor method

    4.4 礦井涌水量結(jié)果對(duì)比及效果評(píng)估

    通過(guò)涌水量預(yù)測(cè)方法進(jìn)行計(jì)算模擬計(jì)算,當(dāng)開(kāi)采至2煤底標(biāo)高533.77 m時(shí),數(shù)值法預(yù)測(cè)最大涌水量為44 647.75 m3/d,正常涌水量為44 119.75 m3/d,大井法預(yù)測(cè)結(jié)果為45 937.93 m3/d,集水廊道法預(yù)測(cè)結(jié)果為41 588.8 m3/d,當(dāng)開(kāi)采至3煤底標(biāo)高502.31 m,數(shù)值法預(yù)測(cè)的均值最大涌水量為53 385 m3/d,正常涌水量為52 857 m3/d,可以看出,數(shù)值法與大井法預(yù)測(cè)結(jié)果較為接近,相差1 818.18 m3/d,與集水廊道法預(yù)測(cè)結(jié)果相差較遠(yuǎn),相差2 530.95 m3/d,一定程度上不同方法相互驗(yàn)證了涌水量預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

    煤礦開(kāi)采處于動(dòng)態(tài)狀態(tài),大井法和集水廊道法只能對(duì)涌水量做出靜態(tài)預(yù)測(cè),數(shù)值模擬法通過(guò)對(duì)含水層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的剖分,并考慮煤礦開(kāi)采的工作進(jìn)度,可以實(shí)現(xiàn)涌水量的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè),而且本文融合鉆探鉆孔數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)物探數(shù)據(jù),彌補(bǔ)數(shù)值模擬區(qū)域鉆孔不足影響涌水量的預(yù)測(cè)問(wèn)題,精細(xì)剖分刻畫(huà)了包含煤礦井田在內(nèi)的數(shù)值模擬區(qū)域的地質(zhì)地層結(jié)構(gòu),準(zhǔn)確描述開(kāi)采過(guò)程中礦區(qū)地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律,提高了數(shù)值模擬計(jì)算的精度,因此,數(shù)值法對(duì)于大海則煤礦涌水量的預(yù)測(cè)結(jié)果更加可靠。

    5 結(jié) 語(yǔ)

    1)以大海則煤礦為典型研究對(duì)象,融合利用鉆探-物探數(shù)據(jù)來(lái)精細(xì)刻畫(huà)礦區(qū)地質(zhì)地層及水文地質(zhì)結(jié)構(gòu),構(gòu)建礦區(qū)井田三維地質(zhì)實(shí)體模型,采用數(shù)值模擬法、大井法和集水廊道法預(yù)測(cè)計(jì)算礦井涌水量。

    2)以物探數(shù)據(jù)彌補(bǔ)地質(zhì)鉆孔對(duì)于區(qū)域控制的不足,融合利用鉆探-物探數(shù)據(jù)將礦區(qū)地層概化為第四系含水層、第四系-白堊系隔水層、白堊系含水層、白堊系-安定組隔水層、安定組含水層、安定組-直羅組隔水層、直羅組含水層、2煤層隔水層和2-3煤含水層等9層,以精細(xì)刻畫(huà)地質(zhì)地層結(jié)構(gòu)而構(gòu)建了大海則礦區(qū)井田三維地質(zhì)實(shí)體模型。

    3)通過(guò)大海則礦區(qū)地下水?dāng)?shù)值模擬、大井法和集水廊道法預(yù)測(cè)涌水量的結(jié)果對(duì)比,實(shí)現(xiàn)了不同方法計(jì)算涌水量的相互驗(yàn)證。大井法和集水廊道法對(duì)涌水量只能做出靜態(tài)預(yù)測(cè),而數(shù)值模擬法可以基于鉆探和物探數(shù)據(jù)對(duì)含水層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)剖分,準(zhǔn)確描述開(kāi)采過(guò)程中礦區(qū)地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并考慮煤礦開(kāi)采的工作進(jìn)度,實(shí)現(xiàn)涌水量的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè),提高煤礦礦井涌水量的計(jì)算精度。

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