本文關(guān)鍵詞：示蹤試驗(yàn)輔助判別臥龍湖礦工作面突水動(dòng)力研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文針對(duì)煤礦開采過(guò)程中發(fā)生的工作面頂板砂巖突水出水量大且長(zhǎng)期穩(wěn)定現(xiàn)象,探索示蹤試驗(yàn)輔助判別突水動(dòng)力。分析了示蹤試驗(yàn)原理、示蹤劑濃度的檢測(cè)原理和方法,討論示蹤試驗(yàn)用來(lái)解釋礦井突水補(bǔ)給源的方法。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上,運(yùn)用地下水模擬軟件建立示蹤溶劑運(yùn)移模型,模擬示蹤溶劑運(yùn)移過(guò)程和結(jié)果,綜合探討示蹤試驗(yàn)與溶質(zhì)運(yùn)移動(dòng)力過(guò)程數(shù)值模擬方法相結(jié)合來(lái)判別突水補(bǔ)給源的可行性。以臥龍湖煤礦8101工作面頂板砂巖突水為例,基于綜合分析礦井地質(zhì)構(gòu)造特征,工作面出水水質(zhì)與礦井含水層水質(zhì)(包括本礦井和周邊礦井)的水化學(xué)對(duì)比分析,設(shè)計(jì)示蹤試驗(yàn)方案：分別采用KI和KBr作為示蹤劑兩次進(jìn)行示蹤試驗(yàn),均以水7孔作為示蹤劑投放孔,在1號(hào)瓦斯孔出水點(diǎn)附近的收作線外排水溝和頂板放水孔(來(lái)自6煤砂巖水)接收水樣,并檢測(cè)示蹤劑濃度。運(yùn)用FEFLOW軟件建立研究區(qū)的非均質(zhì)、各向異性的三維穩(wěn)定流非穩(wěn)定運(yùn)移模型。試驗(yàn)結(jié)果表明自水7孔處K3砂巖含水層與8101工作面出水點(diǎn)和頂板放水孔出水點(diǎn)之間水力聯(lián)系良好。只有一部分出水來(lái)自東北部K3砂巖含水層,大部分出水來(lái)自于北部的側(cè)向補(bǔ)給。示蹤試驗(yàn)過(guò)程模擬可知流場(chǎng)特征：地下水流從南部和北部都向工作面補(bǔ)給,但水流主要來(lái)自于北部邊界；在主要出水點(diǎn)附近,地下水流發(fā)生繞流現(xiàn)象,具體表現(xiàn)為北部一部分來(lái)水在出水點(diǎn)東部發(fā)生繞流,最終從南部進(jìn)入出水點(diǎn),匯聚于邊界處流線由南北方向往東西方向偏轉(zhuǎn)。示蹤試驗(yàn)?zāi)M得到示蹤劑濃度變化與現(xiàn)場(chǎng)示蹤試驗(yàn)基本一致,說(shuō)明示蹤試驗(yàn)用于輔助判別突水補(bǔ)給源是有效的。示蹤試驗(yàn)與溶質(zhì)運(yùn)移動(dòng)力過(guò)程數(shù)值模擬方法相結(jié)合查清了8101工作面突水補(bǔ)給源主要來(lái)自于上部砂巖含水層和北部的外源補(bǔ)給。通過(guò)對(duì)這種判別方法的綜合分析發(fā)現(xiàn),示蹤試驗(yàn)與示蹤溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)值模擬相結(jié)合來(lái)判別突水動(dòng)力過(guò)程補(bǔ)給源是很有效的。
【關(guān)鍵詞】：頂板砂巖 突水 示蹤試驗(yàn) 溶質(zhì)運(yùn)移模型 補(bǔ)給源
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD745
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-20
• 1.1 研究目的和意義15-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 示蹤技術(shù)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.2 數(shù)值模擬技術(shù)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容19
• 1.4 創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 第二章 臥龍湖礦概況20-28
• 2.1 自然地理概況20-21
• 2.2 地質(zhì)概況21-23
• 2.2.1 地層21
• 2.2.2 構(gòu)造21-23
• 2.3 水文地質(zhì)條件23-28
• 2.3.1 主要含水層23-26
• 2.3.2 各含水層的補(bǔ)給、徑流、排泄及水力聯(lián)系26-27
• 2.3.3 隔水層27-28
• 第三章 礦井水質(zhì)分析28-33
• 3.1 礦井地層水化學(xué)成分的遞變規(guī)律分析28-29
• 3.1.1 水質(zhì)類型分布規(guī)律28-29
• 3.1.2 8101面水質(zhì)變化趨勢(shì)29
• 3.2 工作面和周邊礦井的地下水水質(zhì)對(duì)比分析29-32
• 3.3 本章小結(jié)32-33
• 第四章 示蹤試驗(yàn)和示蹤劑彌散數(shù)值法原理33-42
• 4.1 示蹤試驗(yàn)原理概述33-37
• 4.1.1 水動(dòng)力彌散方程33-35
• 4.1.2 彌散方程解35-37
• 4.2 示蹤劑檢測(cè)原理37-38
• 4.2.1 離子電極法37
• 4.2.2 分光光度法37-38
• 4.3 數(shù)值法原理38-42
• 4.3.1 有限元計(jì)算方法38
• 4.3.2 平面三角形單元網(wǎng)格插值函數(shù)38-39
• 4.3.3 三角單元地下水流有限元方程39-42
• 第五章 臥龍湖礦示蹤試驗(yàn)42-54
• 5.1 KI示蹤試驗(yàn)42-48
• 5.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)42-44
• 5.1.2 試驗(yàn)成果分析44-48
• 5.2 KBr示蹤試驗(yàn)48-52
• 5.2.1 試驗(yàn)設(shè)備和材料48
• 5.2.2 試驗(yàn)安排48-49
• 5.2.3 試驗(yàn)成果49-52
• 5.3 本章小結(jié)52-54
• 第六章 示蹤過(guò)程數(shù)值模擬54-70
• 6.1 地下水模擬軟件簡(jiǎn)介54
• 6.2 示蹤試驗(yàn)過(guò)程數(shù)值模擬54-63
• 6.2.1 地下水?dāng)?shù)值建模方法54-55
• 6.2.2 地下水系統(tǒng)水文地質(zhì)概念模型55-62
• 6.2.3 溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)學(xué)模型62-63
• 6.3 FEFLOW模擬示蹤試驗(yàn)過(guò)程模型63-65
• 6.3.1 生成模型63-64
• 6.3.2 數(shù)值模型的識(shí)別、驗(yàn)證64-65
• 6.4 示蹤試驗(yàn)過(guò)程模擬結(jié)果分析65-69
• 6.4.1 流場(chǎng)特征分析65-66
• 6.4.2 溶質(zhì)運(yùn)移結(jié)果分析66-69
• 6.5 本章小結(jié)69-70
• 第七章 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況77

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