数值模拟预测采空区涌水量：排水沟模型的应用

"基于排水沟数值模型的工作面涌水量预测" 本文主要探讨了煤矿采煤工作面涌水量预测的重要性和一种新型的预测方法。在煤矿生产中，准确预测涌水量对于防治水工作至关重要，因为它直接影响到煤矿的安全和生产效率。传统的预测方法包括解析法、水均衡法、比拟法和数值模拟等，而数值模拟因其能处理复杂水文地质条件的优势，成为最常用的方法之一。 在数值模拟中，VisualMODFLOW是一款广泛应用的地下水数值模拟软件，它具有高度的可视化和处理复杂边界条件的能力。文章指出，对于采空区涌水的模拟，可以将其概化为面状排水沟的边界条件，这样能够更准确地模拟排水过程。通过利用面状排水沟模型和局部水均衡分析，可以计算出工作面回采后的采空区涌水量。 作者通过研究黄陇煤田亭南煤矿303工作面的案例，验证了这种方法的可行性和准确性。对比群孔抽水井的概化模型，排水沟模型在流场刻画和水量预测上的表现更优。这一研究成果不仅提供了一种新的涌水量预测技术，还为煤矿防治水工作提供了更为精确的工具，有助于提高预测精度，降低煤矿水害风险。 关键词涉及到的几个核心概念如下： 1. **涌水量预测**：这是煤矿生产中的关键环节，目的是预估开采过程中可能遇到的地下水涌出量，以便采取相应措施防止水灾。 2. **数值模拟**：通过数学模型和计算机技术，模拟地下水流动态，预测涌水量，是现代煤矿防治水的重要技术手段。 3. **VisualMODFLOW**：一款地下水流动的数值模拟软件，利用有限差分方法处理复杂的水文地质问题，是水文地质工程中的常用工具。 4. **排水沟**：在模拟中，将采空区的排水特性抽象为排水沟，能更好地反映实际排水情况，提高模拟精度。 5. **水文地质条件**：决定地下水行为的关键因素，包括含水层性质、地质构造、地下水位等，这些条件在预测涌水量时必须考虑。 此研究对于提升煤矿安全水平，优化水治理策略，以及推动数值模拟技术在煤矿水文地质领域的应用具有深远意义。