论文部分内容阅读
我国煤炭资源丰富,煤炭作为主体能源,对经济社会发展具有重要作用,同时煤矿开采也对地下水环境带来的不可恢复的破坏。在我国西北地区,煤矿往往存在于较厚的黄土层下,而厚黄土层中的松散含水层则是当地居民的主要用水水源,由于近年来煤矿的大量开采,导致煤矿上覆地层结构发生改变,形成冒落裂隙带,使得煤层上覆含水层地下水沿此通道快速流失,或加大松散含水层地下水向下伏含水层的越流补给量,直接影响居民生活用水,间接破坏该地区地下水平衡。针对厚黄土地区煤矿开采对第四系松散含水层破坏的这一问题,本文以山西省长治市屯留县境内常村煤矿为研究背景,在调查、收集、分析该地区地质、水文地质资料的基础上,构建水文地质概念模型,数学模型,运用基于有限差分法的GMS地下水数值模型模拟的计算机软件对模型进行模拟求解。通过改变松散含水层基础水力条件,定量研究S6采区开采结束后,导水裂隙带未沟通松散含水层、弱透水含水层性质不变条件下,采煤对不同水力特征的第四系松散含水层的影响。根据模拟结果,得到主要结论如下:(1)煤矿开采前,研究区内松散含水层地下水处于自然状态下的动态平衡,当煤矿开采结束后,冒落裂隙带形成,加大松散含水层地下水通过导水裂隙带向下的越流补给量,以致采区范围出现水位大幅度下降情况,产生降落漏斗,漏斗影响范围及最大水位降深随时间的增加而增大,并在预测前期变化较大,后期变化较小。(2)不同渗透系数情况下,保证冒落裂隙带距弱透水层底板距离不变,弱透水层厚度及渗透系数等条件不变,以研究采煤对不同渗透系数松散含水层的影响。模拟结果显示,不同渗透系数下,降落漏斗的影响面积、漏斗中心最大水位降深不同,预测前期渗透系数大者,降深大,影响面积大,预测后期,渗透系数大者降深小,影响面积大,最大影响面积为73.00km~2,最大降深为13.60m。(3)不同水头情况下,保证冒落裂隙带距弱透水层底板距离不变,弱透水层厚度及渗透系数等条件不变,以研究采煤对不同水头松散含水层的影响,模拟结果显示,不同水头条件下,降落漏斗的影响面积、漏斗中心最大水位降深不同,整个预测期内,水头大者,影响面积及最大水位降深大,最大影响面积达74.90km~2,最大水位降深达18.81m。