煤炭科学技术

作者：蒋斌斌, 李井峰, 马力强, 吴敏, 苏琛, 李吉辉,

关键词：煤矿地下水库, 悬浮物沉降, 岩石堆积效应, 仿真模拟, 流态分布特征,

煤矿地下水库为煤炭开采过程中保障水资源的合理利用开辟了一条有效的技术途径。笔者以神东矿区大柳塔煤矿地下水库岩石和矿井水为研究对象，结合矿井水悬浮物去除模拟试验、计算流体力学–有限元分析耦合仿真模拟等研究手段，量化了岩石堆积效应对水体悬浮物去除的影响规律。结果表明：岩石堆积环境能改变矿井水流态特征，产生明显的回流区和低速区，从而延长悬浮物沉降距离，减弱水流的扰动，创造类自由沉降环境；在一定范围内，悬浮物浓度随沉降时间和距离的增加而逐渐减小，第6 m出水口的悬浮物质量浓度为20 mg/L，比初始浓度降低95.7%，且悬浮物稳态沉降时间为5 h，浊度为60 NTU，远小于空白模拟试验的9 h和350 NTU；沉降后悬浮物颗粒的平均径由14.99 µm减小到2.02 µm，比表面积由12.30 m2/g 增加到15.75 m2/g；地下水库对悬浮物的去除作用主要包括过滤作用、沉降作用和吸附作用，使悬浮物沉降时间更短、效果更佳。该研究为煤矿地下水库出水水质特征预测和淤积防控提供理论依据。

来源：2024年第12期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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