范各庄矿井地下水系统广义多重介质渗流模型

为充分体现矿井裂隙水系统的强烈非均质性和不连续特征,运用广义多重介质理论,系统地研究了范各庄煤系含水介质。地质研究及水文地质试验表明,陷落柱作为含水介质的主干裂隙,其水文地质特征、渗流量计算等均不同于断裂裂隙或褶皱轴部裂隙,应概化为另一类主干裂隙介质;范各庄矿井地下水系统以煤层底板砂岩介质为主要目标含水层,F0断层及其伴生构造、井口向斜轴部、塔坨向斜轴部、13#陷落柱为主干裂隙,其间为等效裂隙岩块;主干裂隙控水且主干裂隙水流服从水流三次方定律,陷落柱等同水流管道,裂隙岩块等效多孔渗流介质;用水量交换耦合组成了广义三重介质渗流模型,该模型充分体现了煤系裂隙含水系统流场的空间特征,特别是强径流带和局部非连续渗流特征。广义三重介质渗流模型的流场和模型识别显示,范各庄矿井底板砂岩含水层正常裂隙岩块的渗透性及储水性较差,矿井水主要来源于构造导通的下部灰岩含水层;以不同矿井(突)涌水量为输入,运行系统模型,所得的流场形态分析认为,三水平12煤—14煤含水层的正常涌水量以0.167m3/s较为适当,最大涌水量不超过0.25m3/s,矿井正常总涌水量为0.333～0.417m3/s,矿井最大总涌水量为0.5m3/s。