【摘要】：礦井水害問題長期以來都制約著煤炭行業(yè)的安全生產(chǎn)�；鶐r中的裂隙構造連接到含水層從而構成礦井突水的主要通道，并且這些導水構造的時空分布具有極其的不均一性與非連續(xù)性。若能夠準確的描述這種導水構造，并計算出地下水裂隙網(wǎng)絡流的流場分布，掌握井田地下水水位的變化情況，則對于煤礦合理制定采掘計劃并采取防水措施，保證安全生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義。 因此，為了準確描述出基巖裂隙網(wǎng)絡流的流場狀態(tài)，基于非連續(xù)裂隙介質滲流理論，以流體力學為基礎，定義各條裂隙之間相互交叉的位置點為節(jié)點，，定義每兩個節(jié)點間的裂隙段稱之為線元，每個節(jié)點處的所有線元流量與貯存量的變化量相互一致。按照先后次序建立各個節(jié)點的滲流方程式，構建地下水裂隙介質網(wǎng)絡流的滲流模型。利用該方法對模擬區(qū)域進行計算并與經(jīng)典數(shù)值解法的計算結果進行對比，結果表明線素法模型能夠準確的表征出裂隙含水介質的構造特征，并能夠準確反映出地下水的實際流動方向。 最后針對梧桐莊煤礦地下水裂隙網(wǎng)絡流的計算問題，通過分析該井田范圍內的氣象水文、地質狀況、水文地質條件和導水裂隙構造的條件建立井田區(qū)域內的非連續(xù)裂隙網(wǎng)絡流的概念模型與數(shù)學模型，將該模型應用于井田地下水流場的計算研究，并根據(jù)相關的邊界條件用線素法對地下水裂隙網(wǎng)絡流模擬模型進行求解，最終模擬預測出了梧桐莊煤礦地下水流場的動態(tài)變化。該模擬結果對礦山采掘方案的設計和布置提供了一定的科學依據(jù)，同時對防治水措施的制定具有指導意義。
[Abstract]:The problem of mine water hazard has been restricting the safe production of coal industry for a long time. The fissure structures in the bedrock are connected to the aquifer to form the main passage of mine water inrush, and the space-time distribution of these water-conducting structures is extremely uneven and discontinuous. If the structure can be accurately described, the flow field distribution of groundwater fissure network flow can be calculated, and the variation of groundwater level in the mine field can be grasped, then reasonable mining plan and waterproof measures will be taken for coal mines. It is of great practical significance to ensure the safety of production. Therefore, in order to accurately describe the flow field of the fissure network flow in bedrock, based on the seepage theory of discontinuous fractured media and hydrodynamics, the intersecting position of each fracture is defined as the node. The fracture section between two nodes is defined as line element, and the flux of line element at each node is consistent with the change of storage quantity. The seepage equation of each node is established according to the sequence, and the seepage model of groundwater fissure media network flow is constructed. The simulated region is calculated by this method and compared with the results obtained by the classical numerical method. The results show that the linear element method model can accurately represent the structural characteristics of water-bearing fractured media. And can accurately reflect the actual flow direction of groundwater. Finally, aiming at the calculation problem of groundwater fissure network flow in Wutongzhuang coal mine, the meteorological, hydrological and geological conditions in the scope of the mine field are analyzed. The conceptual model and mathematical model of discontinuous fissure network flow in the mine field are established under the hydrogeological conditions and the conditions of water-conducting fissure structure. The model is applied to the calculation of underground water flow field in the mine field. The simulation model of groundwater fissure network flow is solved by using linear element method according to the relevant boundary conditions. Finally, the dynamic change of groundwater flow field in Wutongzhuang coal mine is predicted by simulation. The simulation results provide a scientific basis for the design and layout of mining schemes, and also have a guiding significance for the formulation of water control measures.
【學位授予單位】：河北工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TD745

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本文編號：2291549