多年的崩落法開采和地下水疏干，導致程潮鐵礦原有水文地質(zhì)條件發(fā)生劇烈變化，大氣降水能夠直接通過礦區(qū)上覆松動破碎巖體快速入滲補給礦坑涌水，構成了礦山生產(chǎn)的重大安全隱患。研究基于GIS空間分析原理，對礦區(qū)進行匯水分析，實現(xiàn)了礦區(qū)移動帶和塌陷坑的匯水面積的精確計算；設計了礦坑涌水量監(jiān)測裝置，并實現(xiàn)了礦坑涌水量的精確監(jiān)測；利用統(tǒng)計學理論，分析了礦坑涌水量與大氣降水的響應關系，獲取了礦區(qū)不同降水條件下上覆巖體的入滲系數(shù)和礦坑涌水對大氣降水的滯后量。首次建立了一種大氣降水補給礦坑涌水灰色-傳遞函數(shù)耦合預測模型，既克服了GM（1，1）模型的波動不足，又彌補了傳遞函數(shù)模型無指數(shù)增長的缺陷，實現(xiàn)了較高精度的礦坑涌水量預測；在構建程潮鐵礦水文地質(zhì)概化模型的基礎上，成功將Darcy-Brinkman耦合滲流數(shù)學模型引入到程潮鐵礦礦坑涌水量預測研究中，為采用崩落法后礦床上覆巖體松動破碎礦山地下水滲流數(shù)值模擬提供了合理的數(shù)學模型；基于有限元數(shù)值模擬，按匯水分析和入滲分析結果構建邊界條件，以滯后量為先驗信息，反演出當前程潮鐵礦上覆破碎巖體滲透系數(shù)，研究了礦區(qū)巖體滲流特征，預測出不同大氣降水強度下礦坑涌水量。研究成果... 

【文章來源】：武漢科技大學湖北省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 礦山自然條件概況
        1.1.2 礦區(qū)地表水系及含水層分布
        1.1.3 礦坑充水因素
        1.1.4 地表塌陷
    1.2 問題的提出以及研究意義
    1.3 地下水滲流及涌水量預測研究綜述
        1.3.1 早期經(jīng)驗解析法
        1.3.2 滲流模型的概化
        1.3.3 數(shù)值法
        1.3.4 系統(tǒng)統(tǒng)計分析法
    1.4 研究內(nèi)容及路線
第二章 大氣降水入滲分析
    2.1 礦坑涌水量監(jiān)測
    2.2 大氣降水入滲機理
    2.3 地表徑流水文分析
        2.3.1 DTM及DEM數(shù)據(jù)模型
        2.3.2 水流方向的提取
        2.3.3 匯流累積量
        2.3.4 流域分割
    2.4 塌陷坑及移動帶匯水分析
    2.5 大氣降水入滲補給系數(shù)
    2.6 礦坑涌水對大氣降水的響應分析
第三章 礦坑涌水量統(tǒng)計預測
    3.1 基于時間序列分析的礦坑涌水量預測
        3.1.1 傳遞函數(shù)模型
        3.1.2 礦坑涌水對大氣降水的相關分析
        3.1.3 不同大氣降水強度下礦坑涌水量的預測
        3.1.4 結果及誤差分析
    3.2 礦坑涌水量灰色動態(tài)預測
        3.2.1 灰色預測理論
        3.2.2 礦坑涌水量灰色預測模型
        3.2.3 誤差分析及模型的適用性
    3.3 基于灰色-傳遞函數(shù)耦合模型的礦坑涌水量預測
第四章 大氣降水補給礦坑涌水量數(shù)值模擬及預測
    4.1 大氣降水入滲補給礦坑涌水數(shù)學模型
        4.1.1 多孔介質(zhì)滲流的基本定律—Darcy定律
        4.1.2 非線性Brinkman滲流模型的基本方程
        4.1.3 Darcy-Brinkman耦合模型
    4.2 程潮鐵礦水文地質(zhì)概念模型
        4.2.1 模擬范圍的確定
        4.2.2 水文地質(zhì)條件的概化
    4.3 三維數(shù)值模型的建立
        4.3.1 三維實體模型的構建
        4.3.2 邊界條件
        4.3.3 模擬方案及水文參數(shù)的選取
    4.4 數(shù)值模擬結果分析及礦坑涌水量預測
        4.4.1 滲透系數(shù)反演數(shù)值模擬
        4.4.2 程潮鐵礦巖體滲流規(guī)律分析
        4.4.3 不同大氣降水強度下礦坑涌水量預測
        4.4.4 連續(xù)多日降水礦坑涌水量預測
    4.5 程潮鐵礦防治水措施
        4.5.1 地表防水措施
        4.5.2 井下防水措施
        4.5.3 礦坑涌水量的連續(xù)實時監(jiān)測和預警信息系統(tǒng)的構建
第五章 結論
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表學術論文
攻讀碩士期間申請國家專利
詳細中文摘要
詳細英文摘要


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于不同滲流方程的巖溶隧道涌突水過程模擬[J]. 陳國慶,李天斌,范占鋒,楊成祥.  水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2011(04)
[2]礦井涌水量計算的非穩(wěn)定流解析法[J]. 華解明.  中國煤炭地質(zhì). 2010(10)
[3]雙劍橋鉬礦區(qū)礦坑涌水量預測探討[J]. 李浩,秦亞君,蔣華軍.  采礦技術. 2010(03)
[4]巖溶隧道涌水對降雨的響應特征[J]. 劉建,劉丹.  煤田地質(zhì)與勘探. 2010(02)
[5]三維任意裂隙網(wǎng)絡滲流模型及其解法[J]. 張奇華,鄔愛清.  巖石力學與工程學報. 2010(04)
[6]湖南道縣鐵錳礦Ⅱ礦體巖溶礦區(qū)礦坑涌水量分析[J]. 林中湘,陳湘桂.  中國巖溶. 2010(01)
[7]水均衡法和數(shù)值模擬法在礦坑深部涌水量預測中的比較——以西石門鐵礦為例[J]. 戴巖柯,崔世新,張坤.  地下水. 2010(01)
[8]基于時間序列模型的隧道涌水量反演與預測[J]. 劉建,劉丹.  水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2009(06)
[9]隧道涌水量預測計算方法研究[J]. 王振宇,陳銀魯,劉國華,梁旭.  水利水電技術. 2009(07)
[10]峰峰五礦底板突水數(shù)值模擬及涌水量預測[J]. 邵太升,邵愛軍,彭建平.  水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2009(04)

博士論文
[1]高水壓山嶺隧道襯砌水壓力分布規(guī)律研究[D]. 高新強.西南交通大學 2005

碩士論文
[1]礦山透水事故致因模型構建及防治對策研究[D]. 邢冬梅.武漢科技大學 2011
[2]程潮鐵礦大氣降水—涌水量統(tǒng)計預測分析[D]. 趙雯雯.武漢科技大學 2011
[3]裂隙化巖體滲流特征及涌水量數(shù)值模擬[D]. 王曉明.長沙理工大學 2010
[4]裂隙巖體滲流模型及數(shù)值模擬研究[D]. 王俊光.遼寧工程技術大學 2007



本文編號：3592772