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露天矿矿井涌水量动态模拟研究

发布时间:2018-01-26 04:17

  本文关键词: 露天矿 矿井涌水量 数值模拟 drain模块 well模块 出处:《中国地质大学(北京)》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:矿井涌水量是指从矿山开拓到回采过程中,单位时间内流入矿坑(包括井、巷、巷道系统)的水量。它是确定矿床水文地质类型、矿床水文地质条件复杂程度和评价矿床经济技术条件的重要指标之一。本文以内蒙古某露天煤矿为例,收集研究区内及周边146个钻孔资料,并对研究区进行了三期地下水位统测,全面了解矿区及周边地层构造及水文地质条件。通过所收集资料,运用GMS软件,建立研究区三维地质模型及地下水数值模型。并以此为基础,将矿坑疏干排水概化为定流量疏排水及定水头疏排水两个阶段,以首采区及二采区为例,运用Well模块模拟定流量疏排水阶段,Drain模块模拟定水头疏排水阶段,实现了矿井涌水量随时间变化的连续动态模拟。空间上则通过对地形变化进行合理概化,模拟了首采区开采完成后二采区疏排水的动态过程。利用这种模拟方式不仅可以通过Drain模块对目标水位进行较为准确的控制,同时也能通过Well模块表现出逐步疏排水的过程。经过模拟,本次研究得到以下成果:(1)模型经过识别期、验证期监测水位校正,拟合程度较好。通过模型进行了研究区地下水均衡计算。计算结果表明模拟期内地下水总补给量179.23万m3/a,总排泄量203.01万m3/a,均衡差23.78万m3/a,为负均衡。(2)首采区一年内矿井总疏干水量为5211m3/d,定水头疏排水阶段矿井涌水量为2310.97 m3/d。矿井涌水量年内变化幅度较小,8月份达到最大值为2364.96m3/d,11月份为年内最小值,为2230.45m3/d。(3)二采区开采时因受首采区疏排水的影响,初始水位较低,因此二采区1年内矿井总疏干水量较首采区大幅减少,为2647m3/d。矿井涌水量7月份达到最大值为1902.05m3/d,10月底矿井涌水量为最小值,为1750.72m3/d,年内平均矿井涌水量为1817.03 m3/d。与首采区相比均有所减少。(4)矿井的疏排水对研究区内地下水流场影响巨大。首采区开采期间采区周边潜水含水层地下水位最大下降约14~16m,承压含水层水位最大下降约50m,形成了巨大的降落漏斗。二采区初始水位较低,但经过疏排水水位仍有明显下降。
[Abstract]:Mine water inflow refers to the amount of water flowing into the pit (including well, roadway and roadway system) per unit time from mine development to mining process. It is to determine the hydrogeological type of ore deposit. One of the important indexes for evaluating the economic and technological conditions of the deposit is the complexity of the hydrogeological conditions of the deposit. Taking an open pit coal mine in Inner Mongolia as an example, 146 boreholes in and around the study area are collected. Three periods of groundwater level series survey were carried out in the study area, and the geological structure and hydrogeological conditions of the mining area and its surrounding strata were comprehensively understood. Through the collected data, GMS software was used. The 3D geological model and groundwater numerical model of the study area are established, and based on this, the drainage of pit drainage is generalized into two stages: constant discharge drainage and constant head drainage, taking the first mining area and the second mining area as examples. The Well module is used to simulate the constant flow drainage stage and the Drain module to simulate the constant head drainage stage. The continuous dynamic simulation of mine water inflow with time is realized, and the terrain change is reasonably generalized in space. This paper simulates the dynamic process of drainage in the second mining area after the completion of the first mining area, and not only can the target water level be controlled more accurately by using this simulation mode, but also through the Drain module. At the same time through the Well module to show the gradual drainage process. After simulation, this study obtained the following results: 1) the model through the identification period, validation period monitoring water level correction. The results show that the total groundwater recharge is one million seven hundred and ninety-two thousand and three hundred m3 / a and the total discharge is two million thirty thousand and one hundred m3 / a during the simulation period. The balance difference of 237,800 m3 / a, which is negative equilibrium, is 5211m3 / d in the first mining area in one year. At the stage of fixed head drainage and drainage, the mine discharge is 2310.97 m3 / d. The range of mine discharge is small and the maximum value is 2364.96 m3 / d in August. In November, the minimum value was 2230.45 m / 3 / d. 3) the initial water level was lower in the second mining area because of the influence of drainage in the first mining area. As a result, the total drainage capacity of the second mining area in one year is much less than that of the first mining area, which is 2647 m3 / d. In July, the mine water inflow reached the maximum value of 1902.05 m3 / d. At the end of October, the mine discharge was the minimum value, which was 1750.72 m3 / d. The average mine discharge during the year was 1817.03 m3 / d. The drainage of mine has a great influence on the groundwater field in the study area. During the first mining period, the groundwater level of the submersible aquifer around the mining area decreases by about 14 ~ 16m. The maximum water level of the confined aquifer is about 50 m, forming a huge drop funnel. The initial water level of the second mining area is low, but the water level of the secondary mining area still decreases obviously after drainage.
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TD742

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本文编号:1464649

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