强岩溶大水矿山帷幕模拟与参数优化

发布时间：2017-05-26 17:10

  本文关键词：强岩溶大水矿山帷幕模拟与参数优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：矿区地面注浆帷幕截流技术，经过40多年的实践、发展，已步入实用阶段。然而在帷幕设计和参数选取中仍主要采用水利水电的规范或是以往工程的经验，帷幕参数的理论研究比较少，特别是帷幕体的厚度和帷幕体渗透性方面。 本文以地下水三维平台Modflow为工具，结合具体矿山，建立地下水三维模型，并以该模型为平台，开展了矿区地面帷幕的模拟与参数优化工作。主要研究内容如下： (1)以地下水动力学，岩溶介质概化与流场特性为基础，结合矿区地下水三维模型，开展矿区地面帷幕模拟工作，针对不同的帷幕方案，模拟预测其相应的堵水率，并对帷幕堵水效果进行分析对比，确定帷幕线布置方案。 (2)在帷幕线确定的条件下，通过地下水三维模型平台，模拟计算帷幕幕体渗透系数与帷幕堵水率的关系，得出了幕体渗透系数与帷幕堵水率关系曲线，使得矿区地面帷幕幕体渗透性选取具有了理论依据。同时，该曲线可以指导帷幕堵水率与帷幕投资的经济性分析，所以该研究对我国未来矿区地面帷幕的设计有指导意义。 （3）在矿区帷幕厚度计算上，以岩溶地下水渗流特性和流体-固体变形耦合理论为依据，结合近矿体帷幕体厚度计算理论和煤矿岩层突水理论，提出了依理论计算和生产经验相结合的计算方法，将矿区地面帷幕幕体厚度划分为钻探偏离的无效搭接部分和浆液结石体有效搭接部分，对无效搭接部分运用实际工程经验计算，对有效搭接部分通过岩石力学和流体力学进行计算。 （4）以凡口铅锌矿水文地质条件为基础的帷幕模拟与参数优化研究得出了帷幕关键参数的合理值，指导了凡口铅锌矿地面帷幕的实施。帷幕建成后堵水效果明显，，说明研究结论具有一定的推广意义。
【关键词】：矿山地面帷幕 帷幕线设计 帷幕堵水率 帷幕幕体渗透性 帷幕体厚度
【学位授予单位】：长沙矿山研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD744
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景10
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势10-13
• 1.3 地下水三维数值模拟13
• 1.4 技术路线13-15
• 第二章 研究区水文地质条件15-23
• 2.1 概述15
• 2.2 矿区地质概况15
• 2.3 地质构造15-17
• 2.4 区域水文地质条件17-20
• 2.4.1 区域含水层17-19
• 2.4.2 区域主要隔水层19-20
• 2.5 矿区地下水流场20-23
• 2.5.1 开采初期流场特点20
• 2.5.2 大规模开采后矿区地下水流场20-23
• 第三章 研究区地下水三维数值模型23-35
• 3.1 水文地质概念模型23
• 3.2 研究区范围23
• 3.3 模拟对象23-24
• 3.4 内部结构概化24-25
• 3.5 边界条件概化25-26
• 3.6 研究区源汇项26-28
• 3.7 数学模型28-29
• 3.8 数学模型的求解29-31
• 3.9 模型的空间离散31
• 3.10 初始流场31-33
• 3.11 水文地质参数分区33
• 3.12 模型识别与校正33-35
• 第四章 模型的识别、验证与分析35-43
• 4.1 含水层参数35
• 4.2 模型的识别与验证35-40
• 4.2.1 模拟水位与实测水位拟合图35-39
• 4.2.2 模拟水位与实测水位对比表39-40
• 4.3 地下水流场分析40-43
• 第五章 防治水方案43-46
• 5.1 矿区现有防治工程43-44
• 5.2 防治水思路44
• 5.2.1 矿区防治水现状44
• 5.2.2 防治水思路44
• 5.3 帷幕工程的可能性44-46
• 第六章 矿山帷幕工程主要参数研究46-57
• 6.1 帷幕工程布置原则46
• 6.2 帷幕线与矿坑涌水量46-51
• 6.3 帷幕渗透性与矿坑排水量关系51-53
• 6.4 帷幕厚度53-57
• 第七章 工程应用分析57-65
• 7.1 概述57
• 7.2 帷幕体渗透性与堵水率验证57-63
• 7.2.1 注浆孔分析帷幕体渗透性57-58
• 7.2.2 检查孔分析帷幕体渗透性58-59
• 7.2.3 -40m 截流巷道排水量对比59-63
• 7.3 帷幕建成后流场分析63-65
• 第八章 结论与展望65-68
• 8.1 结论65-67
• 8.2 展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 攻读学位期间的成果73

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1 赵恰;强岩溶大水矿山帷幕模拟与参数优化[D];长沙矿山研究院;2014年

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本文编号：397519