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山西的煤炭资源为我国经济的快速、可持续增长做出了重要贡献,在未来相当长的时间内,中国的能源结构将继续保持以煤为燃料的总体格局。煤炭开采活动的加剧一方面推动了当地经济的高速发展,另一方面也给山西的地下水环境带来了严重破坏。山西的可采煤层主要赋存于石炭系上统太原组及二叠系下统山西组,地层中煤水互存,煤层开采后形成的冒落裂隙带不可避免的造成太原组、山西组上覆含水层的破坏。煤系地层下伏的奥陶系碳酸盐岩地层,如果采取合理的开采方式和严格的管理措施,将可以避免岩溶含水层遭到大规模的破坏,而煤矿开采过程中,岩溶地下水带压区底板突水是对岩溶含水层最大的威胁,因此如何保护奥陶系岩溶含水层是摆在我们面前尤为严峻的问题。本文以山西汾西瑞泰井矿正明煤矿为研究背景,该矿位于娘子关泉域径流带,存在带压开采的情况,研究其开采过程对岩溶地下水环境的影响具有非常重要的现实意义。正明煤矿位于左权县境内,面积5.1558km2,开采2、3、4、8、11、15号煤。各可采煤层底板标高在井田中、西部均低于奥灰岩溶水位标高,开采时将受到奥灰岩溶水不同程度的威胁,属于带压开采。通过突水系数计算发现2、3、4、8、11号煤层低于有构造破坏地段临界突水系数0.06MPa/m,煤层开采一般不会对奥陶系岩溶水产生影响。因此着重考虑15号煤层带压开采对岩溶水的影响,15号煤层根据带压情况可划分为四个部分,即不带压区、突水系数0—0.06MPa/m、0.06—0.1MPa/m、0.1—0.138MPa/m区,本文主要考虑0.06—0.1MPa/m区域采取预先疏水降压措施对岩溶地下水环境的造成影响。通过对研究区水文地质条件的实地调查、试验,分析研究地下水的动态特征,概化了岩溶含水层介质系统,建立了正明煤矿岩溶地下水非均质各向异性三维非稳定流概念模型。首先应用“大井法”求出了将0.06—0.1MPa/m地段突水系数降低到0.06MPa/m时需要疏放的水量,然后应用Visual Modflow软件预测了疏水降压开采1a和2.7a后岩溶地下水水位的变化规律,为研究区岩溶水的合理开发利用提供了科学的论证并从中得到以下结论：1.井田中部突水系数介于0.06—0.1MPa/m之间的地段面积约1.1km2,开采年限约1.7a,本区分布有F1、F2断裂,突水的危险性较大,本次模拟主要是针对该地段。该区岩溶水水位原本为830—845m,将突水系数降到0.06MPa/m时,水位至少降低到790—845m,因此布置了2口降压水井(J1、J2),在开采前1a将突水系数降低至0.06MPa/m,每口降压井的疏水量经计算为82.8m3/h。2.通过VISUAL MODFLOW软件建立了地下水流场数值模型,并对模型进行了识别和检验,比较准确的拟合了地下水环境,预测了煤矿疏水降压开采1a和2.7a后对岩溶水水位的影响。3.1a后形成以J1、J2为中心的降水漏斗,漏斗中心的水位降深约为40m,往上、下游水位降深逐渐变小,上游的最大影响距离约0.9km,下游的最大影响距离约1.9km,漏斗左侧的最大影响距离约1.5km,右侧的最大影响距离约1.1km,影响面积约为13.8km2。4.2.7a后漏斗中心的水位降深约为64m,往上、下游水位降深逐渐变小,上游的最大影响距离约1.6km,下游的最大影响距离约2.8km,漏斗左侧的最大影响距离约2.3km,右侧的最大影响距离约1.9km,影响面积约为26.4km2。