礦井突水一直是威脅煤炭安全開采的重要地質(zhì)問題。因此有必要提前預(yù)測掌握礦井的突水風(fēng)險(xiǎn)和涌水量情況,以提前預(yù)防礦井水害事故,保障礦井的安全生產(chǎn)。本文以新疆克爾堿礦區(qū)為研究對象,基于GIS地理信息系統(tǒng)對礦區(qū)主采煤層的頂板突水風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了預(yù)測評估,同時運(yùn)用GMS地下水?dāng)?shù)值模擬軟件煤層開采過程中的涌水量進(jìn)行了模擬預(yù)測。本文主要研究成果有:（1）選取了相應(yīng)地學(xué)因素構(gòu)建了煤層頂板含水層富水性評價指標(biāo)體系,運(yùn)用GIS系統(tǒng)構(gòu)建了各指標(biāo)的空間分布專題圖�；谧儥�(quán)理論對煤層頂板含水層富水性進(jìn)行了評價。并結(jié)合實(shí)測涌水量數(shù)據(jù)證明其準(zhǔn)確性。同時計(jì)算煤層頂板導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度并繪制了煤層頂板冒裂風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)圖。最終基于“三圖法”基本原理,對煤層頂板突水風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了綜合評價。最終結(jié)果顯示礦區(qū)中部為突水風(fēng)險(xiǎn)較高區(qū)域,應(yīng)作為涌水量預(yù)測和防治水工作的重點(diǎn)區(qū)域。（2）構(gòu)建研究區(qū)流場數(shù)值模型,分單井開采和群井開采兩種工況對礦井涌水量進(jìn)行了模擬預(yù)測。單井開采工況以十一號礦井為例模擬了涌水量隨開采進(jìn)程的動態(tài)變化規(guī)律,群井開采工況模擬預(yù)測了礦區(qū)未來大規(guī)模開采時各礦井的穩(wěn)定涌水量。同時對比了兩種工況下十一號礦井的涌水量差異,結(jié)果表明群采情況下... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 頂板突水機(jī)理及風(fēng)險(xiǎn)評價研究現(xiàn)狀
        1.2.2 礦井涌水量預(yù)測方法的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究方案及技術(shù)路線
第二章 研究區(qū)概況
    2.1 自然地理
        2.1.1 地理位置
        2.1.2 地形地貌
        2.1.3 氣象條件
        2.1.4 河流水系
    2.2 區(qū)域基礎(chǔ)地質(zhì)
        2.2.1 地質(zhì)構(gòu)造
        2.2.2 地層巖性
    2.3 水文地質(zhì)條件
        2.3.1 礦區(qū)水文地質(zhì)條件
        2.3.2 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件
    2.4 礦區(qū)開采條件
        2.4.1 開采層位
        2.4.2 煤層頂?shù)装逄卣?br>        2.4.3 礦床充水因素及充水途徑
第三章 煤層頂板突水風(fēng)險(xiǎn)評價及分區(qū)
    3.1 研究方法概述
        3.1.1 基于GIS地理信息系統(tǒng)的三圖法
        3.1.2 AHP型富水性指數(shù)法
        3.1.3 變權(quán)理論
    3.2 頂板含水層富水性主控因素專題圖的構(gòu)建
        3.2.1 含水層富水性影響因素
        3.2.2 富水性評價指標(biāo)體系的構(gòu)建
        3.2.3 各主控因素專題圖的建立
        3.2.4 數(shù)據(jù)歸一化
        3.2.5 單因素歸一化專題圖
    3.3 基于變權(quán)理論的煤層頂板含水層富水性分區(qū)評價
        3.3.1 富水性分區(qū)狀態(tài)變權(quán)函數(shù)
        3.3.2 變權(quán)區(qū)間及模型參數(shù)的確定
        3.3.3 層次分析法確定富水性主控因素常權(quán)權(quán)重
        3.3.4 基于變權(quán)模型的含水層富水性分區(qū)評價
        3.3.5 變權(quán)模型與常權(quán)模型富水性評價結(jié)果對比分析
    3.4 煤層頂板冒裂風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)評價
        3.4.1 煤層頂板巖性特征及穩(wěn)定性分析
        3.4.2 煤層頂板導(dǎo)水裂隙帶高度計(jì)算
        3.4.3 煤層頂板冒裂風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)評價
    3.5 基于“三圖法”的煤層頂板突水風(fēng)險(xiǎn)綜合評價
    3.6 本章小結(jié)
第四章 煤層開采過程中礦井涌水量模擬預(yù)測
    4.1 礦井涌水量數(shù)值模擬基本理論
        4.1.1 達(dá)西定律和地下水運(yùn)動連續(xù)性方程
        4.1.2 地下水運(yùn)動微分方程和定解條件
    4.2 水文地質(zhì)概念模型的建立
        4.2.1 數(shù)學(xué)模型
        4.2.2 模擬范圍及邊界條件的概化
        4.2.3 含水層結(jié)構(gòu)概化
        4.2.4 水文地質(zhì)參數(shù)選取
        4.2.5 源匯項(xiàng)概化
    4.3 地下水流場數(shù)值模擬與驗(yàn)證
        4.3.1 三維地質(zhì)實(shí)體模型建立
        4.3.2 地下水流場模擬
        4.3.3 地下水流場校驗(yàn)
        4.3.4 參數(shù)識別
    4.4 礦井涌水量模擬預(yù)測
        4.4.1 疏降方案
        4.4.2 單井涌水量動態(tài)模擬預(yù)測
        4.4.3 群井開采涌水量模擬預(yù)測
        4.4.4 大井法計(jì)算涌水量
        4.4.5 預(yù)測結(jié)果對比分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 礦區(qū)開采對區(qū)域水資源影響效應(yīng)分析
    5.1 礦區(qū)開采對地表水量影響分析
        5.1.1 群采對地表水量影響分析
        5.1.2 設(shè)置禁采區(qū)后群采對地表水影響分析
    5.2 開采對礦區(qū)水質(zhì)影響分析
        5.2.1 模糊數(shù)學(xué)水質(zhì)評價法
        5.2.2 開采對地表水質(zhì)影響分析
        5.2.3 開采對地下水質(zhì)影響分析
    5.3 礦井防治水及區(qū)域水資源保護(hù)措施研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間參與的科研項(xiàng)目
碩士期間發(fā)表的論文
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3635660