摘要
吴村矿于2008年6月关闭，其井田面积4.29km2，采空区面积约3.05km2。由于矿井关闭后的停排水，致使采空区积存有丰富水量。老空水合理开发利用对于当地缓解水资源相对不足矛盾具有重要意义。另外，吴村矿位于古汉山矿的浅部，两矿井均主采二叠系山西组二1煤，大量聚集的老空水时刻威胁着古汉山矿的安全生产，抽排老空水对于解除老空水害威胁具有重要作用。 论文在概述吴村矿老空水形成背景的基础上，依据采掘工程布置和积水量经验公式估算老空水积存量为291.1万m3，根据非稳定流抽水试验资料确定老空水动态补给量为718m3/h。 基于多水源水样的水质全分析和放射性氡同位素的检测结果，分析了老空水赋存的水化学特征及成因机制，解析了老空水空间分布的异同性，判别了不同排水点老空水的水力联系。 针对矿区周围实际，确定老空水用途为居民饮用、电厂、养殖、灌溉、生态，根据不同用户的需水水质，根据老空水水质设计了不同用途的水处理方案，厘定了单位水量的处理费用；以老空水多用途利用效益最大为目标函数，以用户总供水量不超过老空水动态补给量和单用户供水量位于界限区间内为约束条件，构建了年内灌溉期和非灌溉期的老空水分质利用优化配置数学模型。 基于差分进化算法求解了数学模型，并与遗传算法结果进行了比对分析，说明了差分算法具有收敛性好且计算结果稳定可靠的特点。计算表明，灌溉期分配饮用水6.00m3/h、电厂用水334.95m3/h、灌溉用水353.89m3/h、养殖用水19.76m3/h、生态用水3.40m3/h时，非灌溉期分配饮用水6.00m3/h、电厂用水688.84m3/h、灌溉用水0m3/h、养殖用水19.76m3/h、生态用水3.40m3/h时，矿井排水分质利用年收益最大。论文研究对于矿井排水资源化合理利用具有重要的借鉴作用。
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