Visual MODFLOW在煤层底板突水量预测中的应用研究

"本文主要探讨了基于Visual MODFLOW软件进行煤层底板突水量预测的研究，以新安煤矿作为案例，通过建立地下水渗流运动的微分方程模型，并利用有限差分法求解，实现对底板奥灰水渗流的三维数值模拟。通过对实际水位观测值的验证和校核，预测底板突水的危险区域及水量，以提高安全防范能力。" 在煤炭开采过程中，底板奥灰水突水事故是一个严重的安全隐患，可能导致重大人员伤亡和财产损失。为了有效预防此类事故，研究者以新安煤矿为研究对象，首先概化了矿井的水文地质条件，构建了底板奥灰水渗流运动的基本微分方程。这一过程涉及地下水动力学原理，旨在描述水在煤层底板下的流动状态。 接着，研究者运用有限差分法来求解这些微分方程，这是一种数值计算方法，能将连续的数学问题转化为离散的算子问题，从而解决复杂的渗流问题。然后，他们利用专业软件Visual MODFLOW进行三维可视化数值模拟，该软件是地下水模型领域广泛应用的工具，能够帮助科学家直观理解地下水流行为，为预测提供有力支持。 通过将2011年3月至2012年2月的实际水位观测数据与模拟结果对比，研究者对模型进行了验证和校核。结果显示，模拟水位的最大误差不超过11%，通常保持在4%左右，显示出模型具有较高的精度。以此为基础，研究者使用水均衡法计算出底板突水危险区域的奥灰水量，预测值为1150 m3/h，接近于1995年同一区域发生的大规模奥灰突水事故的平均突水量1244.3 m3/h，进一步证明了预测模型的可靠性和实用性。 关键词"Visual MODFLOW"、"底板突水"、"突水量预测"和"地下水渗流模型"揭示了研究的核心内容。Visual MODFLOW在地下水模拟中的应用，使得复杂地质条件下的水动力学问题得以简化和解决；底板突水问题的预测则关系到煤矿安全生产；突水量预测的准确性是评估风险和制定应急预案的关键；而地下水渗流模型是理解和预测地下水动态的基础工具。 这项研究为煤矿底板突水的预防提供了科学依据，对提升煤矿安全管理水平具有重要意义。未来，类似的方法和技术可以推广到其他矿区，以降低类似的水害风险，保障煤炭工业的可持续发展。