基于GIS的淮南孔集矿地下水化学特征分析及突水水源判别模型

发布时间：2017-04-29 16:09

  本文关键词：基于GIS的淮南孔集矿地下水化学特征分析及突水水源判别模型，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 煤矿突水水源的正确、快速识别是矿井水害有效防治的前提条件，地理信息系统软件(GIS)能够为矿井突水水源快速识别、分析、查询和管理提供平台，因此本文选择“基于GIS的淮南孔集矿地下水化学特征分析及突水水源判别模型”为题进行研究，具有理论和现实意义。 本文在查阅分析国内外相关文献的基础之上，以淮南孔集井田为研究对象，，采用了理论分析和现场应用相结合的研究方法，系统地收集并分析了孔集矿多年的水文地质资料和水化学资料，绘制了主要含水层的水位变化曲线及等水位线图，分析了矿井各含水层之间的补排关系；建立了基于Access以及GIS软件的矿区水化学信息数据库系统；研究了主要含水层水质浓度梯度场的分布特征。并利用GIS的空间判别分析功能建立了矿井主要含水层的突水水源GIS判别模型，并在此基础上选取常规水化学6大离子作为评判指标集，以威胁矿井生产的主要含水层以及所有矿井均存在的老空水作为评价集，建立了矿井突水水源模糊综合评判模型，并对评判模型进行了验证及实例运用。结果表明： (1)基于Access的水化学信息数据库可以实现辅助水源判别：基于GIS的可视化技术的数据库系统，可以使矿区的水文地球化学信息更直观的反映出来； (2)孔集井田各含水层的水位虽然在每年的丰水期，得到较大水量的补给，但是各层水位总体仍然呈现下降趋势，这种特征在离井下放水灰岩组层间垂距较近的含水组表现的尤为明显； (3)在井田东部形成井田内区域性的降落漏斗，在自然条件下由奥灰向砂层及淮河排泄的部分水量，在人为采矿影响下通过补给太灰向井下排泄； (4)由于孔集井田的主要含水岩组有着各自的自然补排条件，以及在采矿影响下的水动力学条件，因而各含水层的水化学浓度梯度场分布有着各自的特征。 (5)利用SO_4~(2-)、Ca~(2+)基本可以将C_3-I含水组与奥灰含水层识别开来；而井田内除西二、西三南部的采区外，可以利用Na~++K~+对砂层与奥灰含水层进行识别； (6)利用常规水化学六大离子，所建立的突水水源模糊综合评判模型具有一定的可信度，将基于GIS的水源判别模型和建立在模糊综合评判方法上的突水水源判别模型相结合，可以较好的对孔集矿井各主要含水层进行识别，实现井下突水水源的快速判别，而模型精度的提高有待进一步研究。
【关键词】：水化学特征 突水水源 地理信息系统 模糊综合评判 孔集矿
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TD745
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第一章 绪论13-18
• 1.1 课题提出的背景与研究意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.3 本文工作16-18
• 第二章 区域概况18-29
• 2.1 区域及井田自然地理概况18-20
• 2.2 区域地质及水文地质20-24
• 2.3 井田地质及水文地质24-29
• 第三章 水文地球化学信息数据库的建立29-39
• 3.1 基于ACCESS的水文地球化学信息数据库系统29-33
• 3.2 基于GIS的水化学信息数据库系统33-38
• 3.2.1 地理信息系统简介33
• 3.2.2 2MAPGIS系统结构33-34
• 3.2.3 水化学GIS数据库系统的建立34-38
• 3.3 两种数据库系统的比较38-39
• 第四章 基于GIS技术的水文地质特征研究39-48
• 4.1 井田水动力学特征的研究39-43
• 4.1.1 主要充水含水层水位变动情况39-42
• 4.1.2 主要充水含水层流场分析42-43
• 4.2 井田水化学特征的研究43-48
• 4.2.1 水文地球化学的主要研究领域和方向44
• 4.2.2 水文地球化学在煤矿领域的应用44-45
• 4.2.3 常规水化学浓度梯度场分析45-48
• 第五章 基于GIS的矿井突水水源判别模型48-87
• 5.1 GIS技术支持下地下水水质在垂向上的分层48
• 5.2 GIS技术支持下含水层水质在平面上的分区48-76
• 5.3 突水水源模糊综合评判模型的建立76-87
• 5.3.1 模糊综合评判的基本原理77
• 5.3.2 孔集井田矿井模糊综合评判模型的建立77-84
• 5.3.3 结果分析84
• 5.3.4 基于 GIS的突水水源判别实例分析84-87
• 第六章 结论与展望87-89
• 6.1 结论87
• 6.2 展望87-89
• 参考文献89-92

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