朝川矿深部矿井涌水量数值模拟与预测

摘要

朝川矿主要开采己组煤,煤层底板分布有石炭系薄层灰岩和寒武系灰岩,岩溶裂隙发育,富含岩溶承压水,采煤过程中时常发生突水事故。现采煤已延伸至-250水平,随着开采深度的增加,煤矿突水的危险性越来越大。为保证矿井的正常开采,需模拟再现深部岩溶水的渗流场特征,以预测未来正常采煤条件下的水位动态和涌水量。
　　本文在综合分析了朝川矿区的地质及水文地质条件的基础上,总结了区内岩溶发育状况,讨论了矿区岩溶在垂向上的发育规律,建立了朝川矿区水文地质概念模型。采用目前国际上通用的模拟软件Visual Modflow,以2004年1月至2007年12月连续4年的水位观测和矿井排水量等数据建立了深部岩溶水渗流数值模拟模型。经过模型验证和参数识别,建立的数值模拟模型符合实际水文地质条件,且稳定可靠。应用灰色系统理论确立了矿井涌水量与降水量之间有较好的关联度,据此建立数学模型进行了预测,并与三维数学模型结果做了对比。预测结果表明:
　　(1)深部岩溶含水层水文地质条件空间不均匀性更加强烈,大致以朝川一井主副斜井为界,以西岩溶含水层渗透性和导水性强,以东含水层渗透性和导水性很差。
　　(2)朝川矿以现有开采条件下年平均正常涌水量为1152.36m3/h,最大涌水量为1843.776m3/h,为矿井在未来的矿山设计排水设备和制定防治水措施提供了科学的依据。

目录

封面

声明

致谢

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1选题依据与意义

1.2国内外研究现状

1.3 研究内容与技术路线

2 自然地理与地质概况

2.1地理位置

2.2 气象与水文

2.3 地形、地貌

2.4 地层与构造

3 矿区水文地质条件

3.1含水层与隔水层

3.2水化学特征

3.3岩溶水的补给、径流和排泄

3.4岩溶水动态与均衡

4基于灰色理论的矿井涌水量预测

4.1灰色理论的基本概念

4.2灰色建模理论

4.3灰色关联度分析

4.4涌水量预测GM(1，1)模型的建立与预测

5三维渗流数值模拟与预测

5.1Visual Modflow简介

5.2水文地质条件概化

5.3数学模型

5.4渗流模拟模型的建立

5.5模型建立、识别与验证

5.6 不同方案下岩溶水模拟预测

5.7 两模型的对比分析

6 结论与建议

6.1主要结论

6.2建议

参考文献

作者简历

学位论文数据集