Visual Modflow在矿井涌水量预测中的应用与验证

本研究论文主要探讨了基于Visual Modflow的矿井涌水量预测模拟方法，特别针对东北地区高角度煤层开采的复杂水文地质条件。Visual Modflow是一款广泛应用于地下水流动和污染物传输的数值模拟软件，通过该软件，研究者能够细致地模拟地下水流系统，从而准确预估可能的矿井涌水量。 首先，论文以东北地区的实际案例为背景，对区域的水文地质特性进行了深入分析，这是任何矿井涌水量预测的基础。然后，借助Visual Modflow的强大功能，研究人员运用数值模拟技术，对地下水资源的分布、流动路径以及可能的开采活动产生的影响进行了量化预测。 在研究过程中，论文提到进行了一项关键的验证实验，即气体流量与泡沫喷射距离的关系实验。实验结果显示，当供风量在一定范围内增加时，泡沫喷射距离会随之提升。然而，当气体流量超过某个阈值（140m3/h），泡沫会发生破裂与雾化，导致泡沫喷射距离不再显著增加。这表明风量和气体流量的平衡对于保持泡沫稳定性和喷射效果至关重要。 论文进一步总结了实验的发现：风压对发泡倍数的影响较小，这意味着在实际生产中，风压调控不会显著改变泡沫的稳定性。同时，发泡倍数随着气体流量的增加呈现先增后减的趋势，据此定义了泡沫破裂与雾化的临界气体流量条件，即0~10m3/h和110~140m3/h。 此外，研究还揭示了在特定的气体流量范围内，泡沫喷射距离与气体流量成正比，但当风量超过65m3/h后，这个增长趋势趋于稳定。这些发现对于优化煤矿的通风系统设计和泡沫喷射设备的参数选择具有实际意义，有助于确保矿井的安全生产。 最后，论文引用了多篇相关领域的研究文献，如关于煤层注水防尘技术的应用、煤矿粉尘危害及其防治技术、泡沫除尘技术在综掘面的应用以及泡沫机理和药剂配方的要求等，这些引用既支撑了研究的理论依据，也展示了研究者对该领域全面深入的理解。 这篇论文结合Visual Modflow的数值模拟技术，提供了关于矿井涌水量预测和泡沫喷射技术在高角度煤层开采中的应用策略，为煤矿的安全生产提供了实用的科学依据。