侏罗系煤层顶板砂岩水采动下动态模拟研究.docx

侏罗系煤层顶板砂岩水采动下动态模拟研究
一、研究背景
煤炭作为全球最重要的能源资源之一，其采掘过程中会产生矿井水。尤其是在侏罗系煤层采煤过程中，由于煤层底部存在砂岩水层，这会给水文环境带来很大影响。因此，研究侏罗系煤层顶板砂岩水采动下的动态模拟，对于水文环境的保护和煤炭资源的高效利用具有重要的意义。
二、研究内容
1.模型概述
基于侏罗系煤层顶板砂岩水采动过程的特点，我们建立了一个煤层破坏-顶板沉降-地下水流动耦合模型。具体来说，该模型由三个子模型组成：煤层破坏模型、顶板沉降模型和地下水流动模型。其中，煤层破坏模型描述了煤层破裂与支护过程，顶板沉降模型描述了顶板下沉过程，地下水流动模型描述了地下水位变化过程。
2.模型参数
模型参数的获取与评估是模型建立的重要环节。在本研究中，我们采用野外调查与实验室测试相结合的方法，获取了煤岩力学参数、顶板物性参数、水文参数等关键参数。同时，我们使用了数据回归分析和误差分析等方法，对模型参数进行评估和校正，提高了模型的准确性和可靠性。
3.模拟结果
运用该模型，我们进行了一系列砂岩水动态模拟实验，并得出以下重要结论：
（1）随着采煤进度的推进，顶板会发生不同程度的下沉。顶板下沉的速度随采煤的深度和速度变化而变化。
（2）砂岩水位会因顶板下沉而出现波动，并呈现出地下水流动的趋势。其波动幅度和时间与顶板下沉程度、速度及砂岩水层厚度等因素有关。
（3）随着破裂带的扩张，潜在的地表沉降和地裂缝的发生也会对砂岩水层产生影响，并加剧地下水流动的程度，需引起重视。
三、结论与展望
本研究建立了一种煤层破坏-顶板沉降-地下水流动耦合模型，并进行了实验模拟，得出了一部分砂岩水采动下的动态规律。该模型能较为准确的反映采动过程中地下水位变化规律、关键参数变化趋势及砂岩水层对煤炭采掘的影响等，并能为今后在煤层开采方面提供一定的指导。
然而，该研究还有一些需要进一步探讨的方面。例如，如何准确计算采场对砂岩水层的影响，以及如何系统评估砂岩水层的保护等问题，需要我们不断深入研究和探讨。