基于Feflow软件的西部某深部矿区地下水系统演变特征研究

张戈一, 王路军, 张锁, 赵泽, 张勇. 基于Feflow软件的西部某深部矿区地下水系统演变特征研究[J]. 矿产保护与利用, 2025, 45(2): 29-37. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2025.02.003
引用本文: 张戈一, 王路军, 张锁, 赵泽, 张勇. 基于Feflow软件的西部某深部矿区地下水系统演变特征研究[J]. 矿产保护与利用, 2025, 45(2): 29-37. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2025.02.003
ZHANG Geyi, WANG Lujun, ZHANG Suo, ZHAO Ze, ZHANG Yong. Evolution Characteristics of Groundwater System in Deep Mining Areas in Western China Based on Feflow Software[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2025, 45(2): 29-37. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2025.02.003
Citation: ZHANG Geyi, WANG Lujun, ZHANG Suo, ZHAO Ze, ZHANG Yong. Evolution Characteristics of Groundwater System in Deep Mining Areas in Western China Based on Feflow Software[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2025, 45(2): 29-37. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2025.02.003

基于Feflow软件的西部某深部矿区地下水系统演变特征研究

  • 基金项目: 国家能源投资集团科技项目(GJNY−21−129)
详细信息
    作者简介: 张戈一(1992—),男,汉族,河北张家口人,硕士,工程师,主要从事矿井水保护与利用等方面的研究工作,E-mail:itkf55@163.com
  • 中图分类号: TD745

Evolution Characteristics of Groundwater System in Deep Mining Areas in Western China Based on Feflow Software

  • 西部某深部矿区分布着水量丰富、水质优良的第四系潜水和白垩系洛河组含水层,是查干淖水厂饮用水水源及湖泊湿地重要补给源,该区域地下水资源保护要求高,水环境敏感。为了给矿区未来采煤安全生产和水资源综合利用提供可靠依据,首先通过相似模拟实验确定2 − 2煤开采后导水裂隙带发育高度;其次运用数值模拟法,定性描述各含水层相互影响及时空演化规律,定量描述各含水层补给与排泄主控因子及矿井涌水量。结果表明:(1)矿区导水裂隙带发育高度最大为148 m,未贯穿安定组隔水层;(2)采动导致直罗组及延安组水位明显下降,形成降水漏斗,白垩系志丹群含水层开采前后水位变化不明显;(3)矿区一井涌水量为 17032 m³/d。研究揭示了煤炭开采覆岩裂隙场和渗流场演化规律,为矿区“保水采煤”提供理论基础。

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  • 图 1  研究区典型地层柱状图

    Figure 1. 

    图 2  研究区典型地层剖面图

    Figure 2. 

    图 3  模型铺设示意图

    Figure 3. 

    图 4  采掘工作面推进距离168 cm裂隙发育

    Figure 4. 

    图 5  采掘工作面推进距离176 cm裂隙发育

    Figure 5. 

    图 6  采掘工作面推进距离188 cm裂隙发育

    Figure 6. 

    图 7  三维地质概化模型

    Figure 7. 

    图 8  水文地质边界条件示意图

    Figure 8. 

    图 9  实测水位和模拟水位拟合

    Figure 9. 

    图 10  白恶系含水层等水位线对比

    Figure 10. 

    图 11  白恶系含水层地下水流向对比

    Figure 11. 

    图 12  直罗组及延安组含水层等水位线对比

    Figure 12. 

    图 13  直罗组及延安组含水层地下水流向对比

    Figure 13. 

    表 1  水文地质参数

    Table 1.  List of hydrogeological parameters

    含隔水层分区 渗透系数 /(m·d−1)
    Kx Ky Kz
    第四系含水层 3.95~12 3.95~12 3.95~12
    志丹群含水层 0.178~1.5 0.178~1.5 0.017 8~0.15
    安定组隔水层 0.000 531~
    0.020 4
    0.000 531~
    0.020 4
    0.000 0531~
    0.002 04
    安定组越流区域 0.2 0.2 0.02
    直罗组含水层 0.007~1.4 0.007~1.4 0.000 7~0.14
    延安组隔水层 1e−7 1e−7 1e−8
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    表 2  主要含水层地下水均衡

    Table 2.  Groundwater budget in main aquifers

    含水层 补给排泄 类型 水量/(d·m−3 占比/%
    第四系 补给项 侧向补给 13 508 44.97
    降雨+河流补给 14 798 49.27
    越流补给 78 2.32 2.6
    释水补给 947.88 3.16
    排泄项 径流排泄 29 297 97.54
    岩层储水 739.74 2.46
    白垩系志丹群 补给项 径流补给 18 330 98.03
    释水补给 336.93 1.81
    其他补给 30.59 0.16
    排泄项 径流排泄 18 550 99.21
    岩层储水 147.52 0.79
    侏罗系直罗组及延安组 补给项 释水补给 4 531.3 26.59
    径流补给 12 509 73.41
    排泄项 岩层储水 8.3 0.05
    矿井排水 17 032 99.95
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出版历程
收稿日期:  2025-01-20
刊出日期:  2025-04-15

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