模拟关闭/废弃矿井水位回升及污染物迁移过程试验系统技术方案

技术编号:41001628 阅读:26 留言:0更新日期:2024-04-18 21:39
本发明专利技术涉及矿山水文地质技术领域,具体的公开了模拟关闭/废弃矿井水位回升及污染物迁移过程试验系统,包括模拟槽,所述模拟槽左侧设有进水槽一、进水槽二以及进水槽三,且模拟槽右侧对应设有出水槽一、出水槽二、出水槽三,模拟槽前方设有槽后壁,槽后壁上呈矩阵设有若干监测孔,模拟槽左侧设有边界水头控制装置,模拟槽底部设有温度控制装置,模拟槽侧边匹配设有数据监控装置。本发明专利技术通过改变煤矿开采和关闭前、后水动力场条件的变化,模拟再现我国华北型煤矿关闭/废弃后矿井水位回升过程,探究多场(水动力场‑化学场‑温度场)耦合作用下关闭/废弃矿井中污染物的迁移转化规律。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于矿山水文地质领域,涉及一种模拟华北型煤矿关闭或废弃后矿井水位回升和矿井水中污染物迁移的问题,为华北型关闭/废弃矿井水位回升过程中水质演化机理及预测研究提供了一个重要的研究平台。


技术介绍

1、煤炭作为我国主体能源,为国家经济建设和快速发展提供了强劲的能源动力。但是,随着煤炭资源日趋枯竭、资源整合以及落后产能淘汰等影响,我国许多煤矿已经或濒临关闭状态。煤矿关闭或废弃后,矿井停止生产和排水,地下水回灌至采矿空间,造成矿井水位回升和污染物迁移,引起了一系列环境和地质问题,如地下水和地表水污染、地面沉降以及邻近矿井突水等。

2、目前,国内外学者对关闭/废弃矿井地下水运动规律的研究主要集中在理论建模和数值模拟等方面,例如虎维岳、周建军、孙婷婷、潘玥、赵涵、翟晓荣等利用地下水数值模拟软件modflow(有限差分软件)或feflow(有限元软件)对矿井闭坑后地下水水位回升过程进行了模拟和预测。但是,前期的研究缺乏相关物理模型试验和试验数据的有力支撑,且没有将水动力场与化学场、温度场演化过程进行耦合研究,致使不能客观地认识和反映关闭/废弃矿井水中本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.模拟关闭/废弃矿井水位回升及污染物迁移过程试验系统,包括模拟槽(1),其特征在于,所述模拟槽(1)左侧设有进水槽一(2)、进水槽二(3)以及进水槽三(4),且模拟槽(1)右侧对应设有出水槽一(5)、出水槽二(6)、出水槽三(7),模拟槽(1)内部由上到下依次设有泥岩层一(10)、砂岩层(11)、泥岩层二(12)、导水裂隙带(13)、垮落带层(14)、泥岩层三(15)、石灰岩层(16),模拟槽(1)侧边设有槽后壁(8),槽后壁(8)上呈矩阵设有若干监测孔(9),进水槽一(2)和出水槽一(5)的空间位置与砂岩层(11)对应,进水槽二(3)和出水槽二(6)的空间位置与垮落带层(14)对应,...

【技术特征摘要】

1.模拟关闭/废弃矿井水位回升及污染物迁移过程试验系统,包括模拟槽(1),其特征在于,所述模拟槽(1)左侧设有进水槽一(2)、进水槽二(3)以及进水槽三(4),且模拟槽(1)右侧对应设有出水槽一(5)、出水槽二(6)、出水槽三(7),模拟槽(1)内部由上到下依次设有泥岩层一(10)、砂岩层(11)、泥岩层二(12)、导水裂隙带(13)、垮落带层(14)、泥岩层三(15)、石灰岩层(16),模拟槽(1)侧边设有槽后壁(8),槽后壁(8)上呈矩阵设有若干监测孔(9),进水槽一(2)和出水槽一(5)的空间位置与砂岩层(11)对应,进水槽二(3)和出水槽二(6)的空间位置与垮落带层(14)对应,进水槽三(4)和出水槽三(7)的空间位置与石灰岩层(16)对应,若干监测孔(9)均匀布置在砂岩层(11)、导水裂隙带(13)、垮落带层(14)和石灰岩层(16)空间位置对应的槽后壁(8)上,模拟槽(1)左侧设有边界水头控制装置,模拟槽(1)底部设有温度控制装置,模拟槽(1)侧边匹配设有数据监控装置。

2.根据权利要求1模拟关闭/废弃矿井水位回升及污染物迁移过程试验系统,其特征在于,所述模拟槽(1)内部左上和右下分别设有断层一(17)和断层二(18)。

3.根据权利要求2模拟关闭/废弃矿井水位回升及污染物迁移过程试验系统,其特征在于,所述模拟槽(1)材料为有机玻璃,泥岩层一(10)、泥岩层二(12)和泥岩层三(15)的制作材料为粘土,砂岩层(11)的制作材料为砂和胶结剂,石灰岩层(16)的制作材料为碳酸钙、水泥和胶结剂,垮落带层(14)的制作材料为煤矸石和细砾,导水裂隙带(13)的制作材料为砂、云母片和胶结剂,断层一(17)和断层二(18)的制作材料为砂、食盐、滑石粉和胶结剂,胶结剂为凡士林、硅油和石蜡。

4.根据权利要求3模拟关闭/废弃矿井水位回升及污染物迁移过程试验系统,其特征在于,若干所述监测孔(9)每排均匀布置5~8个。

5.根据权利要求1模拟关闭/废弃矿井水位回升及污染物迁移过程试验系统,其特征在于,所述边界水头控制装置包括分别用于给进水槽一(2)、进水槽二(3)、进水槽三(4)进水的水箱,以及分别与出水槽一(5)、出水槽二(6)、出水槽三(7)相连的出水管。

6.根据权利要求1模拟关闭/废弃矿井水位回升及污染物迁移过程试验系统,其特征在于,所述温度控制装置包括固定设置在模拟槽(1)底部的不锈钢热水槽(49),不锈钢热水槽(49)左侧设有热水器(50),热水器(5...

【专利技术属性】
技术研发人员:张海涛陈晓晴李子璇
申请(专利权)人:安徽理工大学
类型:发明
国别省市:

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