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现在乃至今后相当长的一段时间内,煤炭在我国一次性消耗能源中占主要地位,水害事故伴随着煤炭开采的全过程,故水害防治成为煤矿安全生产的首要工作。为查明任楼井田地下水水流场及水化学特征,本文基于任楼井田地质及水文地质条件,采用地下水流数值模拟与多元统计方法,分析井田水流场、水化学场以及地下水渗流方向上水化学组分变化规律,为矿井防治水工作提供基础理论依据。
本文在收集、整理、分析研究区地质、水文地质等资料的基础上,建立了水文地质概念模型,进而建立了地下水数学模型。采用基于有限元方法的FEFLOW软件对建立的数学方程进行求解,选用地面长观孔水位观测值对模型进行识别与检验,拟合效果良好。采用多元统计中的因子分析方法对井田内主要充水含水层常规水化学数据进行了分析,提取了影响主要充水含水层水化学成分的主因子,明确了地下水水化学成分演化过程中发生的主要地球化学作用。结合水流场特征,初步分析了四含水、太灰水渗流方向上水化学组分变化规律。本论文结论主要包括以下几方面内容:
1.四含水在井田的南部与北部区域,水流速较小,采动影响区渗流速度大,受采动影响,在井田靠近东边界的中部区域出现一明显的水位降落漏斗;
2.井田范围内煤系水渗流速度较小,水流方向近似由西向东;
3.在井田的南部与北部,太灰水渗流方向接近于从西向东,中部渗流速度场分布特征与井下放水孔分布密切相关;
4.在井田的南部与北部,奥灰水流方向类似于太灰含水层,但井田中部,水流方向由北向南;
5.影响和决定研究区地下水水化学成分形成及演化规律的因素主要包括:溶滤作用,混合作用,脱硫酸作用,碳酸盐溶解作用;
6.以四含水,太灰水为例初步分析了地下水在渗流路径上水化学组分特征及影响作用。