灵宝市银家沟硫铁矿充水条件分析与涌水量预测

论文摘要

银家沟硫铁矿位于灵宝市西南部,Ⅲ号矿体位于矿体群的东部,主要开采工作面为1000m、950m、900m、850m、800m等中段,目前700m中段巷道开拓工作正在进行中。矿区周围广泛分布白云岩,岩溶裂隙发育,富水性较强,随着开采深度的增加,开采面积的延伸,矿井涌水量大幅增加,井下开采已面临严重的水害隐患。为保证矿井的安全开采,采用水文地质综合分析、水化学分析、灰色理论及时间序列回归分析等方法,对矿井的突水机理及涌水量进行了研究。以生产过程中积累的丰富的地质资料为基础,通过水文地质调查、钻探、物探方法,查明了矿区岩溶裂隙水的发育和分布规律及主要断层的构造裂隙发育程度;通过水化学特征分析、稳定同位素特征分析及示踪连通实验,明确了大气降水、地表水和地下水的关系,在此基础上研究了矿井充水水源、充水途径及突水机理。最后,基于灰色系统理论和时间序列分析方法,建立了预测矿井涌水量的GM(1,1)模型和时间序列模型,对未来两年的矿井涌水量进行了预测,未来两年矿井的正常涌水量为881.23 m~3/h,最大涌水量为1057.48m~3/h。为矿井在未来的矿山设计排水设备和制定防治水措施提供可靠的依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 选题依据与意义
• 1.2 工作区研究现状
• 1.2.1 前期研究成果
• 1.2.2 存在的主要问题
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 矿井涌水量预测研究历史与现状
• 1.3.2 灰色系统理论研究历史与现状
• 1.4 研究内容与技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究路线
• 2 自然地理和地质概况
• 2.1 地理位置及范围
• 2.2 气象水文
• 2.2.1 气象
• 2.2.2 水文
• 2.3 地形地貌
• 2.4 区域地质条件
• 2.4.1 地层岩性
• 2.4.2 岩浆岩
• 2.4.3 区域地质构造
• 2.5 矿区地质条件
• 2.5.1 地层岩性
• 2.5.2 岩浆岩
• 2.5.3 矿区地质构造
• 3 矿区水文地质条件
• 3.1 含水层系统特征
• 3.1.1 区域地下水系统概述
• 3.1.2 矿区地下水含水层特征
• 3.1.3 矿区地下水富水性垂向分布特征
• 3.2 矿区地下水补给、径流、排泄特征
• 3.3 矿区岩溶发育及岩溶水的富集规律
• 3.3.1 矿区岩溶发育规律
• 3.3.2 岩溶水富集规律
• 4 矿井充水条件分析
• 4.1 充水水源
• 4.1.1 Piper 三线图
• 4.1.2 水化学特征分析
• 4.1.3 稳定同位素特征分析
• 4.2 充水途径
• 4.2.1 示踪连通试验
• 4.2.2 物探方法
• 4.3 充水特征分析
• 4.4 矿区地下水流动系统及蓄水构造
• 4.4.1 地下水流动系统
• 4.4.2 蓄水构造
• 5 基于灰色理论和时间序列回归模型的矿井涌水量预测
• 5.1 矿井涌水量特征与动态分析
• 5.2 灰色理论的基本概念
• 5.2.1 灰色理论概述
• 5.2.2 序列算子
• 5.2.3 序列光滑条件
• 5.2.4 灰指数规律
• 5.3 灰色建模理论
• 5.3.1 GM （1,1）模型
• 5.3.2 GM（1,1）模型使用范围
• 5.3.3 数据预处理
• 5.3.4 GM（1,1）模型精度检验
• 5.4 涌水量预测 GM（1,1）模型的建立与预测
• 5.4.1 涌水量数据预处理
• 5.4.2 涌水量预测模型建立
• 5.4.3 预测模型精度检验
• 5.5 时间序列回归分析模型
• 5.6 两模型的对比分析
• 6 结论及建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集