本文關鍵詞：眼前山鐵礦露天轉井下開采礦井涌水預測研究

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【摘要】：眼前山鐵礦始建于1960年,為滿足礦山經濟和安全要求,該礦在2012年由露天開采轉為井下開采。隨著鐵礦進一步的開發(fā),地下巷道不斷掘進,巷道涌水對工程的影響程度日益增大。本文通過收集資料,進行深入的水文地質勘探與調查,采用水化學分析等方法,細致地研究了區(qū)內水文地質條件以及對地下水運動產生主要影響的地質構造,評判了區(qū)內地下水水力聯(lián)系。并在此基礎之上,運用Visual MODFLOW軟件建立了可靠度較高的研究區(qū)三維地下水滲流模型,模擬并分析礦區(qū)地下巷道開挖后的地下水流場的變化、巷道涌水的來源,預測礦井涌水總量,可為巷道涌水防堵工作設計做參考。論文的主要研究成果如下:(1)研究區(qū)的主要含水層是在采場周邊地表的第四系孔隙潛水含水層,以及以鞍山變質巖為主的基巖裂隙含水層。千枚巖與石英巖作為相對隔水層對含水層內的地下水流動起限制作用,并利用鉆孔巖芯RQD值驗證了上述結果。切割含水層的F19、Fm-1兩條斷層導水性較好,對區(qū)內地下水流動的影響較大。(2)研究區(qū)地下水的補給主要來源于大氣降水。大氣降水直接滲入第四系形成孔隙水或通過裸露基巖的裂隙滲入地下基巖成為裂隙水。第四系內的孔隙水與基巖裂隙含水層、相對隔水層內的水有著不同程度的水力聯(lián)系,其聯(lián)通性的好壞,主要由巖體裂隙的發(fā)育程度及斷層填充物性質等來決定。礦區(qū)采礦及地下巷道開挖會破壞其周圍巖體的完整性,形成導水裂隙,增加各類水體之間的連通性。(3)運用研究區(qū)三維地下水模型模擬地下巷道開挖后地下水流場變化,模擬結果表明地下巷道附近的地下水水位下降明顯。通過在模型中加入示蹤粒子追蹤巷道涌水來源,根據計算結果所得的結論應證了之前理論分析。距離含水層較近的巷道涌水主要來源于含水層內的地下水。在相對隔水層內且距離含水層較遠的(特別是處在層面巷道外圍的)巷道相當于相對隔水層內地下水的一條良好滲流通道,相對隔水層內的地下水會不停向巷道匯入。在加入巷道后經過5年的模擬計算,地下水變化基本穩(wěn)定,礦井涌水量為81016m3/d。建議通過地面及井下綜合防治措施來減少巷道涌水,并且將涌水分級排至地表后,經適當處理進行綜合利用。
【關鍵詞】：眼前山鐵礦 水文地質條件 礦井涌水 水力聯(lián)系 Visual MODFLOW
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD742
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 國內外研究現狀12-16
• 1.3 研究內容及技術路線16-19
• 1.3.1 研究內容16-17
• 1.3.2 技術路線17-19
• 第2章 研究區(qū)地質背景與開采概況19-27
• 2.1 研究區(qū)自然地理概況19-21
• 2.1.1 地形地貌19
• 2.1.2 氣象19-21
• 2.2 研究區(qū)地質概況21-23
• 2.2.1 地層巖性21
• 2.2.2 地質構造21-23
• 2.3 眼前山鐵礦概況23-25
• 2.3.1 開采歷史23
• 2.3.2 位置交通23-24
• 2.3.3 可采礦層24-25
• 2.4 本章小結25-27
• 第3章 研究區(qū)水文地質條件27-45
• 3.1 礦區(qū)地表水文地質特征27-29
• 3.2 礦井及巷道水文地質特征29-30
• 3.3 水文地質勘探30-33
• 3.3.1 水文地質鉆探31
• 3.3.2 鉆孔巖芯RQD及地層富水性與隔水性評判31-33
• 3.4 含水層與隔水層33-34
• 3.5 斷層導、富水性34-35
• 3.6 水力聯(lián)系評判35-43
• 3.7 地下水的補給及排泄條件43
• 3.8 巷道充水水源分析43
• 3.9 水文地質類型43-44
• 3.10 本章小結44-45
• 第4章 基于Visual MODFLOW對研究區(qū)的建模與模型驗證45-60
• 4.1 Visual MODFLOW簡介45-47
• 4.1.1 軟件發(fā)展歷程45-46
• 4.1.2 Visual MODFLOW的特點與優(yōu)勢46-47
• 4.2 三維模型的建立47-58
• 4.2.1 模擬范圍47
• 4.2.2 模型的空間離散和時間離散47-49
• 4.2.3 模型的邊界處理49
• 4.2.4 水文地質參數設置49-51
• 4.2.5 源匯項處理51-55
• 4.2.6 等效與概化55
• 4.2.7 模型的識別與驗證55-58
• 4.3 本章小結58-60
• 第5章 巷道涌水分析及防排建議60-76
• 5.1 巷道開拓方案60-61
• 5.2 礦井涌水量預測61-62
• 5.3 礦井涌水來源分析62-69
• 5.3.1 地下水流場及水位降深等值線圖62-65
• 5.3.2 示蹤粒子分析65-69
• 5.4 防治建議69-70
• 5.5 礦井排水與礦井水綜合利用建議70-75
• 5.6 本章小結75-76
• 第6章 結論與展望76-79
• 6.1 結論76-77
• 6.2 展望77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-84

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本文編號：1067259