基于同位素技术与灰色理论的常村矿水文地质特征研究

发布时间：2023-04-12 02:28

　　常村矿位于河南省义马市东南部,矿井主采侏罗系2-1煤层和2-3煤层,主采煤层顶板分布有侏罗系中统砂砾岩,是煤层顶板直接充水层。井下采掘过程中,遇到导水断层和裂隙水富集带,或当采动造成的“上三带”与上覆含水组(段)沟通时,就会造成顶板突水灾害发生,并且随着开采深度的逐渐加大,导水裂隙带的最大发育高度也逐渐加大,不仅可能沟通垂向分布的多个含水层组,甚至可能沟通采空区。一旦出现上述情况,难免发生大的水害事故。因此,所面临的水害隐患越加严重,突水危险越来越大。 本文以生产过程中积累的丰富地质资料为基础,首先通过水文地质调查,查明了井田构造、裂隙以及裂隙水的发育和分布规律,得知煤层顶板裂隙发育较差且不均匀,赋存有裂隙水,通过构造裂隙和煤层顶板采动破坏裂隙进入矿井。其次,综合矿区水体同位素特征与矿井突水资料分析表明:矿井充水条件主要受大气降水、地表水、断裂构造、二二盘区积水、顶板砂砾岩厚度等因素的影响,并由此总结了突水规律,确定了井田富水区域为:二一盘区东翼煤层顶板砂岩与泥岩比例较高,是相对富水区,顶板水害问题较突出;二一盘区西翼煤层顶板砂砾岩厚度大,裂隙发育,富水性强,是二一盘区西翼深部开采的重...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 引言
    1.1 选题意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 同位素技术研究现状
        1.2.2 灰色理论研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 常村矿地质与水文地质概况
    2.1 区域自然地理概况
    2.2 井田地层与构造
        2.2.1 地层
        2.2.2 构造
    2.3 井田含水层与隔水层
        2.3.1 含水层
        2.3.2 隔水层
    2.4 矿井蓄水构造
    2.5 地下水的补给、径流和排泄
3 矿区水体环境同位素特征分析
    3.1 环境同位素基本理论
        3.1.1 环境同位素应用原理
        3.1.2 自然地理效应
        3.1.3 大气降水δD～δ¹⁸0 的关系
        3.1.4 地下水氢氧稳定同位素交换反应
    3.2 测试方法与计算结果
    3.3 矿区水体氢氧同位素组成特征
    3.4 矿区水体之间的水力联系分析
    3.5 矿区地下水成因模型及应用
        3.5.1 确定地下水补给区的海拔高度
        3.5.2 浅部采区突水点混合水比例的计算
        3.5.3 利用氚同位素测定地下水年龄估算
    3.6 小结
4 常村矿井充水条件分析
    4.1 矿井水害概况
    4.2 矿井充水水源
    4.3 矿井充水通道
    4.4 矿井充水因素分析
        4.4.1 受大气降水影响明显
        4.4.2 受地表水的影响显著
        4.4.3 与断裂构造密切相关
        4.4.4 受淹盘区积水对深部开采的影响
        4.4.5 受顶板导水裂隙带高度的影响
        4.4.6 与煤层顶板砂砾岩厚度及其富水性有密切关系
    4.5 矿井突水规律
    4.6 小结
5 基于灰色理论的矿井涌水量预测
    5.1 灰色理论的基本概念
        5.1.1 灰色理论概述
        5.1.2 序列算子
        5.1.3 序列光滑条件
        5.1.4 灰指数规律
    5.2 灰色建模理论
        5.2.1 数据预处理
        5.2.2 GM (1,1)模型
        5.2.3 模型精度检验
    5.3 灰色关联度分析
        5.3.1 影响矿井涌水量的因素
        5.3.2 涌水量与降水量关联度分析
    5.4 涌水量预测GM(1,1)模型的建立与预测
        5.4.1 涌水量数据预处理
        5.4.2 涌水量预测模型建立
        5.4.3 预测模型精度检验
    5.5 线性相关-时间序列混合模型的建立与预测
    5.6 小结
6 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献



本文编号：3790242