采动影响下任楼煤矿突水水源判别及水文地球化学特征演化分析

发布时间：2023-04-16 22:56

　　为了揭示采动影响下煤矿区主要充水含水层水文地球化学特征时空演化规律。本文以淮北煤田任楼煤矿为研究示范,收集矿井不同时期新生界松散层第四含水层、二叠系主采煤层顶底板砂岩裂隙含水层、石炭系太原组灰岩岩溶含水层水文地球化学数据。通过对研究区氢氧稳定同位素组成分布特征进行分析,明确不同含水层的补给来源和补给方式。同时,综合应用主成分分析、离子比例分析和水源判别反演分析分别从时间和空间维度上揭示采动影响下不同含水层水文地球化学演化特征。氢氧稳定同位素分析结果表明,研究区四含接受大气降水的直接入渗和滞留入渗补给,煤系接受大气降水的滞留入渗补给,太灰接受大气降水的直接入渗补给。主成分分析结果显示,控制研究区不同含水层水化学的形成作用主要有溶滤溶解作用、阳离子交替吸附作用、反向离子交换作用和脱硫酸作用。受煤矿采动影响,四含溶滤作用有所加强,煤系脱硫酸作用减弱,太灰水化学环境改变较小。根据主成分分析所揭示的水-岩作用机制及判别模型中出现的误判点的空间位置对任楼煤矿主要充水含水层水化学环境空间演化进行联合分析,研究结果表明:四含水化学环境受采动影响大,在中部区域与太灰产生一定的水力联系;煤系水化学环境从整...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
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第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 常规水文地球化学
        1.2.2 同位素水文地球化学
        1.2.3 水文地球化学模拟
        1.2.4 矿区突水水源判别
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
    1.4 创新点
第二章 研究区基本概况
    2.1 自然地理概况
        2.1.1 研究区地理位置
        2.1.2 研究区气象及水文条件
    2.2 研究区地质条件概况
        2.2.1 地层分布
        2.2.2 构造
    2.3 水文地质概况
        2.3.1 区域水文地质条件
        2.3.2 井田水文地质条件
        2.3.3 矿井主要突水水源及突水通道
    2.4 本章小结
第三章 任楼煤矿主要充水含水层氢氧稳定同位素研究
    3.1 氢、氧稳定同位素地球化学性质
    3.2 氢、氧稳定同位素分馏机理
    3.3 影响大气降水氢、氧稳定同位素组成特征的因素
        3.3.1 纬度效应
        3.3.2 大陆效应
        3.3.3 温度效应
        3.3.4 高度效应
        3.3.5 季节效应
        3.3.6 雨量效应
    3.4 大气降水中的δD-δ¹⁸O关系
    3.5 任楼煤矿地下水δD-δ¹⁸O组成及补给来源分析
    3.6 本章小结
第四章 任楼煤矿主要充水含水层水文地球化学特征
    4.1 取样与测试及数据收集
        4.1.1 取样与测试
        4.1.2 数据收集
    4.2 主要充水含水层水化学类型演化分析
    4.3 水文地球化学过程分析
    4.4 水文地球化学作用分析
        4.4.1 主成分分析原理
        4.4.2 水化学形成作用
    4.5 水文地球化学作用时间演化分析
    4.6 本章小结
第五章 任楼煤矿主要充水含水层水源判别及反演分析
    5.1 水源判别指标的选取
    5.2 BP神经网络
        5.2.1 BP神经网络简介
        5.2.2 BP算法
    5.3 水源判别分析
        5.3.1 水源判别模型的建立与训练
        5.3.2 水源判别模型的应用
    5.4 水源判别结果反演分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3792050