眼前山铁矿露天转井下开采矿井涌水预测研究

发布时间：2017-10-20 12:41

  本文关键词：眼前山铁矿露天转井下开采矿井涌水预测研究

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【摘要】：眼前山铁矿始建于1960年,为满足矿山经济和安全要求,该矿在2012年由露天开采转为井下开采。随着铁矿进一步的开发,地下巷道不断掘进,巷道涌水对工程的影响程度日益增大。本文通过收集资料,进行深入的水文地质勘探与调查,采用水化学分析等方法,细致地研究了区内水文地质条件以及对地下水运动产生主要影响的地质构造,评判了区内地下水水力联系。并在此基础之上,运用Visual MODFLOW软件建立了可靠度较高的研究区三维地下水渗流模型,模拟并分析矿区地下巷道开挖后的地下水流场的变化、巷道涌水的来源,预测矿井涌水总量,可为巷道涌水防堵工作设计做参考。论文的主要研究成果如下:(1)研究区的主要含水层是在采场周边地表的第四系孔隙潜水含水层,以及以鞍山变质岩为主的基岩裂隙含水层。千枚岩与石英岩作为相对隔水层对含水层内的地下水流动起限制作用,并利用钻孔岩芯RQD值验证了上述结果。切割含水层的F19、Fm-1两条断层导水性较好,对区内地下水流动的影响较大。(2)研究区地下水的补给主要来源于大气降水。大气降水直接渗入第四系形成孔隙水或通过裸露基岩的裂隙渗入地下基岩成为裂隙水。第四系内的孔隙水与基岩裂隙含水层、相对隔水层内的水有着不同程度的水力联系,其联通性的好坏,主要由岩体裂隙的发育程度及断层填充物性质等来决定。矿区采矿及地下巷道开挖会破坏其周围岩体的完整性,形成导水裂隙,增加各类水体之间的连通性。(3)运用研究区三维地下水模型模拟地下巷道开挖后地下水流场变化,模拟结果表明地下巷道附近的地下水水位下降明显。通过在模型中加入示踪粒子追踪巷道涌水来源,根据计算结果所得的结论应证了之前理论分析。距离含水层较近的巷道涌水主要来源于含水层内的地下水。在相对隔水层内且距离含水层较远的(特别是处在层面巷道外围的)巷道相当于相对隔水层内地下水的一条良好渗流通道,相对隔水层内的地下水会不停向巷道汇入。在加入巷道后经过5年的模拟计算,地下水变化基本稳定,矿井涌水量为81016m3/d。建议通过地面及井下综合防治措施来减少巷道涌水,并且将涌水分级排至地表后,经适当处理进行综合利用。
【关键词】：眼前山铁矿 水文地质条件 矿井涌水 水力联系 Visual MODFLOW
【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
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.3 研究内容及技术路线16-19
• 1.3.1 研究内容16-17
• 1.3.2 技术路线17-19
• 第2章 研究区地质背景与开采概况19-27
• 2.1 研究区自然地理概况19-21
• 2.1.1 地形地貌19
• 2.1.2 气象19-21
• 2.2 研究区地质概况21-23
• 2.2.1 地层岩性21
• 2.2.2 地质构造21-23
• 2.3 眼前山铁矿概况23-25
• 2.3.1 开采历史23
• 2.3.2 位置交通23-24
• 2.3.3 可采矿层24-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第3章 研究区水文地质条件27-45
• 3.1 矿区地表水文地质特征27-29
• 3.2 矿井及巷道水文地质特征29-30
• 3.3 水文地质勘探30-33
• 3.3.1 水文地质钻探31
• 3.3.2 钻孔岩芯RQD及地层富水性与隔水性评判31-33
• 3.4 含水层与隔水层33-34
• 3.5 断层导、富水性34-35
• 3.6 水力联系评判35-43
• 3.7 地下水的补给及排泄条件43
• 3.8 巷道充水水源分析43
• 3.9 水文地质类型43-44
• 3.10 本章小结44-45
• 第4章 基于Visual MODFLOW对研究区的建模与模型验证45-60
• 4.1 Visual MODFLOW简介45-47
• 4.1.1 软件发展历程45-46
• 4.1.2 Visual MODFLOW的特点与优势46-47
• 4.2 三维模型的建立47-58
• 4.2.1 模拟范围47
• 4.2.2 模型的空间离散和时间离散47-49
• 4.2.3 模型的边界处理49
• 4.2.4 水文地质参数设置49-51
• 4.2.5 源汇项处理51-55
• 4.2.6 等效与概化55
• 4.2.7 模型的识别与验证55-58
• 4.3 本章小结58-60
• 第5章 巷道涌水分析及防排建议60-76
• 5.1 巷道开拓方案60-61
• 5.2 矿井涌水量预测61-62
• 5.3 矿井涌水来源分析62-69
• 5.3.1 地下水流场及水位降深等值线图62-65
• 5.3.2 示踪粒子分析65-69
• 5.4 防治建议69-70
• 5.5 矿井排水与矿井水综合利用建议70-75
• 5.6 本章小结75-76
• 第6章 结论与展望76-79
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-84

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本文编号：1067259