基于FEFLOW的矿井工作面底板突水量预测研究

基于FEFLOW的矿井工作面底板突水量预测研究

论文摘要

矿井水害是煤矿生产中的五大灾害之一,严重制约了煤矿的高产、高效和安全生产,特别是近几年煤炭行业的快速发展,煤矿突水事故频频发生,使煤矿防治水工作显得尤为重要。但是由于矿井底板突水与很多影响因素有关,如矿压、地质构造、水压及含水层等,使得水量预测问题变得非常复杂,目前的突(涌)水量预测方法也是存着一些不足,预测结果并不是很理想。本文提出一种新的矿井底板突(涌)水量预测方法,即采用基于有限元方法的地下水模拟软件FEFLOW,建立矿井工作面所在水文地质单元的地下水三维数值模型,对工作面底板突(涌)水量进行预测。论文分析了矿井底板突水的产生条件及影响因素;对目前的突(涌)水量预测方法进行了对比分析。结合FEFLOW软件系统的特点,对采用FEFLOW软件进行工作面底板突(涌)水量预测的可行性进行了分析。将新汶矿业集团公司潘西煤矿的4196工作面作为模拟计算验证工作面,6196工作面作为预测工作面,建立了4196工作面所在水文地质单元的地下水三维模型,模拟计算所得工作面底板突(涌)水量与实际相符,验证了此方法的可行性与准确性;建立6196工作面所在的水文地质单元三维模型,预测出其正常突(涌)水量,所得结果与传统的类比法计算结果相近;根据6196工作面可能发生突水的位置,建立存在不同位置、不同大小突水通道条件下的模型,分别计算出其突水量,最后根据模拟结果制定出相应的防治水安全措施。研究表明,利用FEFLOW软件进行矿井底板突(涌)水量预测完全可行,预测结果更具科学性,可以为矿井安全生产提供可靠的依据。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 课题提出及研究意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 主要研究内容及技术路线
  • 2 工作面底板突水产生条件及影响因素分析
  • 2.1 底板突水产生条件
  • 2.2 底板突水影响因素分析
  • 2.3 本章小结
  • 3 工作面底板突(涌)水量预测方法
  • 3.1 突(涌)水量的分类
  • 3.2 突(涌)水量预测的主要困难
  • 3.3 突(涌)水量现场观测方法
  • 3.4 突(涌)水量预测方法分析比较
  • 3.5 本章小结
  • 4 FEFLOW应用于矿井突(涌)水量预测的可行性研究
  • 4.1 FEFLOW软件简介
  • 4.2 应用FEFLOW建立地下水模型
  • 4.3 FEFLOW应用于矿井突(涌)水量预测的可行性
  • 4.4 本章小结
  • 5 4196工作面底板突(涌)水量模拟计算
  • 5.1 矿井概况
  • 5.2 4196工作面所在水文地质单元地下水系统三维模型的建立
  • 5.3 4196工作面底板突(涌)水量数值模拟
  • 5.4 模型的识别及突(涌)水量计算
  • 5.5 本章小结
  • 6 6196工作面底板突(涌)水量预测
  • 6.1 工作面概况
  • 6.2 工作面底板突(涌)水量数值模拟
  • 6.3 工作面正常涌水量预测
  • 6.4 工作面存在不同大小突水通道时的突水量预测
  • 6.5 工作面防治水安全措施
  • 6.6 本章小结
  • 7 结论与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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