煤炭開(kāi)采對(duì)水源保護(hù)區(qū)影響的數(shù)值模擬研究以榆神礦區(qū)三期規(guī)劃區(qū)為例.pdf

1、榆神礦區(qū)位于陜北侏羅紀(jì)煤田的中部,是陜北能源重化工基地的重要組成部分,區(qū)內(nèi)煤炭?jī)?chǔ)量豐富,探明普查地質(zhì)儲(chǔ)量301.7億噸。但由于礦區(qū)地處毛烏素沙漠南緣與黃土高原丘陵溝壑區(qū)的接壤地帶,降雨稀少,生態(tài)環(huán)境脆弱,榆神礦區(qū)一期、二期開(kāi)采已經(jīng)產(chǎn)生了一系列地質(zhì)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。2012年國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)批準(zhǔn)榆神礦區(qū)三期開(kāi)工建設(shè),規(guī)劃建設(shè)總規(guī)模5700×104t/a。如何借鑒榆神礦區(qū)一期、二期開(kāi)采經(jīng)驗(yàn),實(shí)施保水開(kāi)采,降低煤炭開(kāi)采對(duì)區(qū)內(nèi)水源保護(hù)區(qū)損害的風(fēng)

2、險(xiǎn)是當(dāng)前亟待解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
　　本論文以榆神礦區(qū)三期規(guī)劃區(qū)為研究對(duì)象,以井田地質(zhì)和水文地質(zhì)資料為基礎(chǔ),以煤炭開(kāi)采區(qū)水源地保護(hù)為目標(biāo),綜合應(yīng)用煤田地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、巖體力學(xué)、地下水動(dòng)力學(xué)和煤炭開(kāi)采學(xué)等基礎(chǔ)理論,采用數(shù)值模擬技術(shù)開(kāi)展煤炭開(kāi)采對(duì)水源保護(hù)區(qū)的影響研究,獲得如下研究成果:
　　(1)通過(guò)收集規(guī)劃區(qū)內(nèi)現(xiàn)有資料,分析了含(隔)水層的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)特征,結(jié)果表明:第四系薩拉烏蘇組是區(qū)內(nèi)的主要含水層,具有供

3、水意義;由離石黃土和新近系紅粘土組成的土層是區(qū)內(nèi)主要隔水層,廣布全區(qū);
　　(2)通過(guò)構(gòu)建2-2煤層上覆巖層空間結(jié)構(gòu)模型,區(qū)內(nèi)含(隔)水層與煤層空間組合類型可分兩類,一是薩拉烏蘇組含水層+土層隔水層+組合隔水巖組+煤層,二是薩拉烏蘇組含水層+土層隔水層+洛河組含水層+組合隔水巖組+煤層;
　　(3)通過(guò)理論計(jì)算、力學(xué)模型分析、FLAC3D軟件數(shù)值模擬等方法確定導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度為采高的26.5倍。據(jù)此可知,紅石峽水源地補(bǔ)給區(qū)

4、內(nèi)導(dǎo)水裂隙帶切穿土層隔水層導(dǎo)通上部薩拉烏蘇組含水層的面積1.49km2,僅占紅石峽水源地補(bǔ)給區(qū)面積的0.07％;瑤鎮(zhèn)水源保護(hù)區(qū)和采兔溝水源地補(bǔ)給區(qū)內(nèi)導(dǎo)水裂隙帶切穿土層隔水層導(dǎo)通上部薩拉烏蘇組含水層的面積6.33km2,占瑤鎮(zhèn)水源地和采兔溝水庫(kù)保護(hù)區(qū)面積的0.47%;臭柏保護(hù)區(qū)的導(dǎo)水裂隙在大部分區(qū)域內(nèi)不會(huì)直接影響到薩拉烏蘇組含水層;
　　(4)通過(guò)構(gòu)建區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)模型,運(yùn)用Visual MODFLOW軟件計(jì)算采煤對(duì)地下水流場(chǎng)的影響,

5、計(jì)算結(jié)果表明:開(kāi)采25年后,紅石峽水源地保護(hù)區(qū)匯流范圍內(nèi)薩拉烏蘇組地下水滲漏量達(dá)到1002.78~1050.05萬(wàn) m3/a,占紅石峽水源地水資源量的3.04%~3.19%;瑤鎮(zhèn)和采兔溝水源地保護(hù)區(qū)匯流范圍區(qū)內(nèi)薩拉烏蘇組地下水滲漏量達(dá)到1666.00~1704.34萬(wàn)m3/a,占瑤鎮(zhèn)和采兔溝水源地水資源總量的7.33%~7.50%;在隆德礦井南部形成水位下降值約為1.0~2.0m的降落漏斗,會(huì)對(duì)隆德礦井南部附近臭柏自然保護(hù)區(qū)產(chǎn)生一定的影