煤礦分布式地下水庫滲流場分析及優化調度

摘要：煤炭規模化開采勢必產生擾動裂隙場,進而破壞地下水系統,并產生大量礦井水,導致礦井突涌水風險。為了保障煤礦生產安全,并將礦井水儲存在井下供生產和生活使用,提出了煤礦地下水庫理論框架和技術體系。煤礦地下水庫建設的關鍵難題是庫容(或儲水量)的評估與控制,即將礦井水儲存在采空區后,如何保障不斷增加的礦井水不會危及到后續煤炭開采活動。基于此,提出了在煤礦區建設多個地下水庫,通過管道將多個地下水庫相互連接起來形成相互連通的分布式地下水庫,并可在多個水庫間進行水量聯合調度的技術思路。其優勢是可以通過水庫間的水量調度保證每個水庫中的礦井水在安全庫容范圍,特別是可以使威脅現有采區的地下水庫儲水量得到有效控制,防止水害發生。以某煤礦分布式地下水庫建設為例,根據礦井開采區的地質資料,計算不同高程區域的儲水能力,確定分布式地下水庫的庫容-水位曲線;在此基礎上,建立分布式地下水庫的地下水數值模擬模型,預測礦區的涌水量;并針對礦區的涌水量,結合地表水資源,按照水量供求關系,進行礦區水資源的優化調度,使得礦區涌水得到合理和高效利用。