三维数值模拟在煤炭岩溶陷落柱突水预测中的应用

"煤炭岩溶陷落柱突水预测三维数值模拟——王月庆，郑飞，周勇，河海大学地质及岩土工程系" 在煤炭开采过程中，岩溶陷落柱突水是一个严重的安全问题，尤其在中国北方的石炭二迭系煤田中广泛存在。这种现象由于其隐蔽性和突发性，对煤矿安全和周边居民生活构成重大威胁。岩溶陷落柱是由于地层中的溶洞坍塌形成的垂直构造，往往与地下含水层相连，因此可能导致水源突然涌入矿井。 为了解决这个问题，研究人员采用了三维非稳定流数值模拟的方法来预测陷落柱突水的可能性和规模。这种方法能够更全面地模拟地下水流动的复杂过程，从而预测突水量。具体来说，他们以平朔矿区安家岭井工矿一号井田为实例，通过数值计算分析了陷落柱突水时的水量，并对结果进行了详细解读。 煤矿突水问题一直是全球煤炭生产中的主要安全隐患，尤其是在地质条件复杂的中国，大约27%的探明煤炭储量受到水害威胁。中奥陶统灰岩层作为主要的充水含水层，其高水压条件使得一旦陷落柱成为导水通道，将对矿井安全构成严重威胁。 过去几十年，我国的煤矿防治水技术已经取得了显著的进步，包括解析法、统计法、数值模型等多种预测方法的应用。然而，由于地质条件的复杂性和人为简化模拟的不合理性，预测的准确性仍有待提高。因此，深入理解地质背景和含水介质特性对于提高矿井涌水量预测的精确性至关重要。 本文通过对平朔矿区安家岭井工矿一号井田的水文地质条件进行系统研究，建立了矿井充水特征和规律的模型，为未来类似地区的防治水工作提供了参考。通过这样的三维数值模拟，不仅可以预测突水事件，还可以评估防治措施的有效性，从而制定更科学的防灾策略，保障煤矿的安全生产。