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复杂地质条件下灰岩地下水数值模拟及其水害防治方法研究-以潘北矿为例

作　者: 谢治刚
导　师: 许光泉
学　校: 安徽理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 复杂地质条件太原组灰岩数值模拟突水系数疏水降压注浆改造帷幕注浆
分类号: TD745
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 29次
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内容摘要

我国华北型煤田在开采过程中受其底部灰岩突水的严重威胁,通过对矿区水文地质条件系统分析,采取因地制宜的灰岩水害防治方法与措施,并对回采的安全性进行科学的评价,对于解放受底部岩溶水害威胁的煤炭资源具有重大现实意义。潘北煤矿位于淮南煤田的北部,潘集背斜的北翼,其西翼水文地质条件复杂,A组煤层因受底板灰岩水害威胁而未能开采。本文在查阅国内外相关文献的基础上,以西翼为研究对象,通过系统整理前期大量的水文地质勘探资料,分析了灰岩地下水动态、各灰岩含水层之间的水力联系、断层的导隔水性等,并通过对灰岩含水层水文边界性质、地下水补径排条件以及含水层空间分布特征等综合分析,建立西翼范围的灰岩含水层的水文地质概念模型及数学模型,利用放水试验的观测数据,经过识别和验证阶段,获得含水层空间上的水文地质参数。依据西翼特殊的水文地质条件和分析结果,提出疏水降压、注浆改造、疏水降压和注浆改造方法、帷幕注浆四种防治水方案,利用验证的地下水流模型,预测了不同方案下的地下水流场动态变化,并结合临界突水系数,对比评价了其防治效果。通过对比发现：疏水降压和注浆改造方法均可以缩短疏放水周期,两种方法相互结合,效果更佳明显；帷幕注浆方法可以达到缩短疏放水周期的目的,但其工程量巨大。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
Contents  11-14
插图清单  14-18
附表清单  18-19
1 绪论  19-27
  1.1 选题背景  19-20
  1.2 国内外研究现状  20-24
    1.2.1 岩溶水研究方法  20-21
    1.2.2 底板突水机理  21-23
    1.2.3 岩溶水害防治技术  23-24
  1.3 研究内容  24-25
  1.4 研究方法及技术路线  25-27
    1.4.1 研究方法  25
    1.4.2 技术路线  25-27
2 矿区水文地质条件  27-45
  2.1 区域地质概况  27-31
    2.1.1 区域构造  27-28
    2.1.2 地层  28-30
    2.1.3 水文地质条件  30-31
  2.2 潘北矿地质条件  31-45
    2.2.1 自然地理概况  31-32
    2.2.2 构造  32-36
    2.2.3 地层  36-37
    2.2.4 水文地质条件  37-45
3 西翼A组煤底板水文地质条件  45-71
  3.1 A组煤底板含、隔水层  45-51
    3.1.1 岩性特征  45-47
    3.1.2 含、隔水层厚度  47-50
    3.1.3 底板灰岩含水层富水性评价  50-51
  3.2 井田水位变化  51-58
    3.2.1 水位-水量关系曲线  53-56
    3.2.2 水位历时曲线  56-58
  3.3 含水层水力联系  58-61
    3.3.1 C_3Ⅱ组灰岩  58-60
    3.3.2 C_3Ⅲ组灰岩  60
    3.3.3 奥灰  60
    3.3.4 寒灰  60-61
  3.4 断层导水性  61-63
    3.4.1 F70断层  61-62
    3.4.2 DF1断层  62-63
  3.5 地质异常体  63-69
    3.5.1 三维地震勘探  63-66
    3.5.2 水文地质条件补充勘探  66-69
  3.6 本章小结  69-71
4 C_3I组灰岩地下水数值模拟  71-89
  4.1 GMS简介  71-72
  4.2 数学模型及求解方法  72-77
    4.2.1 水文地质条件概化  72-74
    4.2.2 数学模型  74
    4.2.3 求解方法  74-77
  4.3 地下水流模型建立  77-87
    4.3.1 概念模型的建立  77
    4.3.2 参数分区  77
    4.3.3 网格剖分  77-78
    4.3.4 时间离散  78
    4.3.5 模型的识别与验证  78-87
  4.4 模拟结果分析  87-88
  4.5 本章小结  88-89
5 西翼A组煤底板灰岩水害防治方法及其效果评价  89-103
  5.1 突水系数概述  89
  5.2 C_3Ⅰ组灰岩水防治方法及效果评价  89-101
  5.3 本章小结  101-103
6 结论与建议  103-105
  6.1 结论  103
  6.2 模型存在的不足  103-104
  6.3 建议  104-105
参考文献  105-111
致谢  111-113
作者简介  113

复杂地质条件下灰岩地下水数值模拟及其水害防治方法研究-以潘北矿为例

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