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作者
刘士亮张文慧王傲郑雨生王山林毛德强孙中光
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单位
山东大学土建与水利学院中煤科工集团重庆研究院有限公司
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摘要
西北风沙滩地区煤层采动潜水微渗漏易诱发潜水位发生不同程度的恢复,其恢复时间影响因素敏感性对于矿区生态地质环境保护意义重大.为此,结合井流模型,建立了煤层采后潜水微渗漏下潜水位恢复预计模型;分析了煤层采动下潜水位恢复时间的影响因素;结合正交试验方法,模拟探究了煤层开采及采后恢复过程中潜水渗漏量演化规律,预计了潜水位恢复到采前潜水位埋深的30%,50%,80%所需的时间,并通过极差分析和矩阵分析厘清了潜水位恢复时间影响因素敏感性.结果表明:从地层结构、水文地质和采矿条件等角度确定了潜水位恢复的主要影响因素为基岩厚度Tb、红土厚度Tc、黄土厚度Tl、潜水埋深b、含水层厚度Ta、含水层渗透系数K和煤层采厚Tco;潜水发生轻微渗漏的情况下,煤层采后恢复过程中潜水渗漏量整体呈现下降的趋势,采后恢复初期渗漏量下降速度较快,在1~2个月期间下降幅度减少、之后趋于稳定至基本不渗漏;当潜水位恢复到30%时,各因素敏感性次序为:Ta>K>Tc>b>Tl>Tb>Tco;当潜水位恢复到50%和80%时,各因素敏感性次序均为:Ta>K>b>Tl>Tc>Tb>Tco;影响因素最敏感的两项为Ta和K,在水位恢复程度较少的情况下Tc的敏感性相对较大,当水位恢复程度超过50%后b的敏感性则相对较大;Tco和Tb的敏感性相对较小.采前潜水含水层的渗透系数及厚度越大,潜水位恢复所用时间越短.
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关键词
煤层采动潜水位恢复时间影响因素正交试验敏感性
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金项目(42007239);济南市2023年科技创新发展计划第十七批(社会民生专项)项目(202317001);重庆市博士“直通车”项目(CSTB2023NSCQ-BSX0009);
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文章目录
1 潜水微渗漏下潜水位恢复预计模型
1.1 潜水微渗漏下潜水位恢复Theis井流模型概化
1.2 潜水微渗漏下潜水位恢复Theis井流模型
1.2.1 潜水微渗漏时煤层开采潜水位下降过程还原
1.2.2 潜水微渗漏时采后潜水位恢复过程还原
2 潜水位恢复主要影响因素分析
2.1 西北风沙滩地区地质条件概况
2.2 水文地质条件概况
1)含水层
2)隔水层
3)地下水的补给、径流与排泄
2.3 潜水位恢复主要影响因素分析
1)地层结构:
2)水文地质条件:
3)采矿条件:
3 潜水位恢复时间敏感性分析
3.1 潜水位恢复时间敏感性分析正交试验设计
1)极差分析法
2)矩阵分析法
3.2 潜水微渗漏演化及潜水位恢复时间预计
1)几何模型及参数确定:
2)模块设置:
3)边界条件:
3.3 潜水位恢复时间敏感性分析结果
1)极差分析结果
2)矩阵分析
4 结 论
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DOI
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引用格式
[1]刘士亮,张文慧,王傲,等.风沙滩地区煤层采动下潜水位恢复时间影响因素敏感性分析[J].中国矿业大学学报,2024,53(05):993-1005.