示踪试验辅助判别卧龙湖矿工作面突水动力研究

发布时间：2017-04-05 10:18

  本文关键词：示踪试验辅助判别卧龙湖矿工作面突水动力研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针对煤矿开采过程中发生的工作面顶板砂岩突水出水量大且长期稳定现象,探索示踪试验辅助判别突水动力。分析了示踪试验原理、示踪剂浓度的检测原理和方法,讨论示踪试验用来解释矿井突水补给源的方法。在试验基础上,运用地下水模拟软件建立示踪溶剂运移模型,模拟示踪溶剂运移过程和结果,综合探讨示踪试验与溶质运移动力过程数值模拟方法相结合来判别突水补给源的可行性。以卧龙湖煤矿8101工作面顶板砂岩突水为例,基于综合分析矿井地质构造特征,工作面出水水质与矿井含水层水质(包括本矿井和周边矿井)的水化学对比分析,设计示踪试验方案：分别采用KI和KBr作为示踪剂两次进行示踪试验,均以水7孔作为示踪剂投放孔,在1号瓦斯孔出水点附近的收作线外排水沟和顶板放水孔(来自6煤砂岩水)接收水样,并检测示踪剂浓度。运用FEFLOW软件建立研究区的非均质、各向异性的三维稳定流非稳定运移模型。试验结果表明自水7孔处K3砂岩含水层与8101工作面出水点和顶板放水孔出水点之间水力联系良好。只有一部分出水来自东北部K3砂岩含水层,大部分出水来自于北部的侧向补给。示踪试验过程模拟可知流场特征：地下水流从南部和北部都向工作面补给,但水流主要来自于北部边界；在主要出水点附近,地下水流发生绕流现象,具体表现为北部一部分来水在出水点东部发生绕流,最终从南部进入出水点,汇聚于边界处流线由南北方向往东西方向偏转。示踪试验模拟得到示踪剂浓度变化与现场示踪试验基本一致,说明示踪试验用于辅助判别突水补给源是有效的。示踪试验与溶质运移动力过程数值模拟方法相结合查清了8101工作面突水补给源主要来自于上部砂岩含水层和北部的外源补给。通过对这种判别方法的综合分析发现,示踪试验与示踪溶质运移数值模拟相结合来判别突水动力过程补给源是很有效的。
【关键词】：顶板砂岩 突水 示踪试验 溶质运移模型 补给源
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD745
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-20
• 1.1 研究目的和意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-19
• 1.2.1 示踪技术研究现状16-18
• 1.2.2 数值模拟技术研究现状18-19
• 1.3 主要研究内容19
• 1.4 创新点19-20
• 第二章 卧龙湖矿概况20-28
• 2.1 自然地理概况20-21
• 2.2 地质概况21-23
• 2.2.1 地层21
• 2.2.2 构造21-23
• 2.3 水文地质条件23-28
• 2.3.1 主要含水层23-26
• 2.3.2 各含水层的补给、径流、排泄及水力联系26-27
• 2.3.3 隔水层27-28
• 第三章 矿井水质分析28-33
• 3.1 矿井地层水化学成分的递变规律分析28-29
• 3.1.1 水质类型分布规律28-29
• 3.1.2 8101面水质变化趋势29
• 3.2 工作面和周边矿井的地下水水质对比分析29-32
• 3.3 本章小结32-33
• 第四章 示踪试验和示踪剂弥散数值法原理33-42
• 4.1 示踪试验原理概述33-37
• 4.1.1 水动力弥散方程33-35
• 4.1.2 弥散方程解35-37
• 4.2 示踪剂检测原理37-38
• 4.2.1 离子电极法37
• 4.2.2 分光光度法37-38
• 4.3 数值法原理38-42
• 4.3.1 有限元计算方法38
• 4.3.2 平面三角形单元网格插值函数38-39
• 4.3.3 三角单元地下水流有限元方程39-42
• 第五章 卧龙湖矿示踪试验42-54
• 5.1 KI示踪试验42-48
• 5.1.1 试验设计42-44
• 5.1.2 试验成果分析44-48
• 5.2 KBr示踪试验48-52
• 5.2.1 试验设备和材料48
• 5.2.2 试验安排48-49
• 5.2.3 试验成果49-52
• 5.3 本章小结52-54
• 第六章 示踪过程数值模拟54-70
• 6.1 地下水模拟软件简介54
• 6.2 示踪试验过程数值模拟54-63
• 6.2.1 地下水数值建模方法54-55
• 6.2.2 地下水系统水文地质概念模型55-62
• 6.2.3 溶质运移数学模型62-63
• 6.3 FEFLOW模拟示踪试验过程模型63-65
• 6.3.1 生成模型63-64
• 6.3.2 数值模型的识别、验证64-65
• 6.4 示踪试验过程模拟结果分析65-69
• 6.4.1 流场特征分析65-66
• 6.4.2 溶质运移结果分析66-69
• 6.5 本章小结69-70
• 第七章 结论70-72
• 参考文献72-77
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况77

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈学民，周云;示踪试验中的浓度测定[J];甘肃环境研究与监测;1995年01期

2 唐永銮;吴群河;杨振祥;谢学范;;邕江南宁河段染料示踪试验和扩散模式[J];重庆环境科学;1988年02期

3 郑双林;利用示踪试验确定河流监测断面的研究[J];环境保护科学;1989年02期

4 屠显章;东河的示踪试验[J];环境科学;1985年06期

5 郭建青,齐学斌;应用非线性回归法分析一维河流水团示踪试验数据[J];水资源保护;1991年01期

6 王木林;杨存金;许蓉珠;王美中;;空气中ppt级SF_6的气相色谱分析[J];分析化学;1978年04期

7 刘平辉,黄国夫,管太阳,王勇,刘晓东,余运祥;核素迁移的示踪试验研究综述[J];华东地质学院学报;2000年02期

8 郭建青,李云峰,王洪胜;分析一维河流示踪试验数据的质量守恒法[J];水电能源科学;2000年02期

9 玉时伟;;多元示踪试验在香花岭锡矿地下水联通试验中的应用[J];勘察科学技术;1986年04期

10 韩冬梅;蒋军成;陈丽萍;;正挑丁坝附近可溶性危险化学品扩散示踪试验[J];南京工业大学学报(自然科学版);2009年03期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 李庆;杨丹;;示踪试验在暗河调查中的应用[A];第九届海峡两岸隧道与地下工程学术及技术研讨会论文集[C];2010年

2 柴蕊;;示踪试验技术在煤矿区水文地质条件探查中的应用[A];煤矿水害防治技术研究——陕西省煤炭学会学术年会论文集（2013）[C];2013年

3 邓谊明;汪继锋;;八字岭隧道牛鼻子暗河示踪试验成果分析[A];中国铁道学会工程地质与路基专业委员会第21届年会暨学术交流会论文集[C];2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 郑克勋;地下水人工化学连通示踪理论及试验方法研究[D];河海大学;2007年

2 聂凤琴;示踪试验及其在淮南张集矿灰岩含水层通道探查中应用[D];安徽理工大学;2014年

3 李朝阳;示踪试验辅助判别卧龙湖矿工作面突水动力研究[D];合肥工业大学;2015年

4 蒋小伟;基于示踪试验数据的序贯自校正方法研究[D];中国地质大学（北京）;2006年

5 车友明;基于现场示踪试验的水库渗流研究[D];河海大学;2006年

  本文关键词：示踪试验辅助判别卧龙湖矿工作面突水动力研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：286949