贵州贞丰灰家堡矿区矿坑充水条件及涌水量数值模拟研究
本文选题:灰家堡矿区 + 渗透张量 ; 参考:《昆明理工大学》2014年硕士论文
【摘要】:我国矿产资源种类繁多,储量巨大,但是在矿产开采过程中困难重重,其中以矿坑涌水和突水问题较为突出。本论文结合实际生产状况,采用数值模拟的方法,对灰家堡矿区1000米水平涌水量进行了预测,为矿山安全生产提供了一定的理论依据。本文通过大量的野外调查,在充分搜集和综合分析前人研究资料及实验室测得数据的基础上,系统阐述了贵州灰家堡矿区的区域地质背景、水文地质条件、茅口组岩溶发育情况、矿区地层岩性、矿区地下水的赋存和分布规律;以“渗透张量”理论为指导思想,通过数值分析理论对所得数据进行线性回归,得出了区内岩溶洼地与裂隙发育的优势方向相吻合的规律,总结出矿区渗透张量为一个平卧的椭球体,其主轴方向为600,垂向轴长与长轴比值为0.2605,短轴与长轴比值为0.7086;并以此为基础,结合大降深抽水试验、井下放水试验和钻孔注水试验,计算出研究区的渗透系数、储水系数等一系列的水文地质参数。为了建立精确度较高的数值模型,较为准确的预测矿区涌水量,矿区专门对区内地下水进行长期观测,并进行了两次大降深非稳定流抽水试验,得到了天然状态下的稳定流流场和抽水条件下形成的流场,取得了较为宝贵的原始数据。本论文通过系统分析区域构造背景、水文地质条件,选取距矿区影响范围较远,且规模较大的四条断层作为模型边界,其中两条正断层为定水头边界,两条逆断层为已知流量边界;运用GMS软件的MODFLOW模块,建立分布参数模型。以水银洞矿段目前的开采状况为基准建立三维稳定场模型,与观测孔数据进行拟合;分别将长田第一次大降深非稳定流抽水试验和第二次大降深非稳定流抽水试验形成的地下水流场与模型得到的流场相拟合,进行误差分析,拟合效果较为理想。用拟合结果反推模型边界,结果与模型拟定边界吻合,从而验证了模型的准确性,以此为依据,预测灰家堡金矿区1000m水平的涌水量。
[Abstract]:There are many kinds of mineral resources and huge reserves in our country, but there are many difficulties in the process of mining, among which the problems of water gushing and water inrush are prominent. In this paper, combined with the actual production situation, a numerical simulation method is used to predict the horizontal water inflow of 1000 meters in Huijiapu mining area, which provides a certain theoretical basis for the safe production of the mine. Based on a large number of field investigations, based on the full collection and comprehensive analysis of previous research data and laboratory data, this paper systematically expounds the regional geological background and hydrogeological conditions of Guijiapu mining area, Guizhou. The karst development of Maokou formation, stratigraphic lithology of mining area, occurrence and distribution law of underground water in mining area, taking "permeable Zhang Liang" theory as the guiding ideology, carries on linear regression to the obtained data through numerical analysis theory. It is concluded that the dominant direction of karst depressions and fissures in this area is consistent, and that Zhang Liang is an ellipsoid lying flat in the mining area. The main axis is 600, the ratio of vertical axis length to long axis is 0.2605, and the ratio of short axis to long axis is 0.7086. On this basis, a series of hydrogeological parameters, such as permeability coefficient and water storage coefficient, are calculated by combining with the pumping test of large depth drop, downhole discharge test and borehole water injection test. In order to establish a numerical model with high accuracy and to predict accurately the water discharge in mining area, the underground water in the mining area is specially observed for a long time, and two pumping experiments are carried out. The steady flow field in natural state and the flow field formed under pumping condition are obtained, and valuable original data are obtained. Through the systematic analysis of the regional tectonic background and hydrogeological conditions, four faults, which are far away from the mining area, are selected as the model boundary, two normal faults as the water head boundary. The two reverse faults are known flow boundaries, and the distributed parameter model is established by using MODFLOW module of GMS software. Based on the current mining situation of the Shuiyindong mine section, a three-dimensional stability field model is established, which is fitted to the observation hole data. The groundwater flow field formed by the first large drop unsteady flow pumping test and the second large drop unsteady flow pumping test were fitted with the model, respectively, and the error analysis was carried out, and the fitting effect was satisfactory. The model boundary is deduced from the fitting results, and the results are in agreement with the model formulation boundary, which verifies the accuracy of the model. Based on this, the water discharge at 1000m level in the Guijiapu Gold Mine area is predicted.
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TD74
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,本文编号:2043350
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