礦山地下水害防治工程可視化及地表塌陷預(yù)測研究.pdf

1、礦山水害及其衍生的地表塌陷災(zāi)害是困擾礦山安全生產(chǎn)的一個非常棘手且又必須面對的問題,它嚴(yán)重威脅著礦山的安全生產(chǎn)、礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。因此,開展地下水?dāng)?shù)值模擬、帷幕注漿工程可視化以及巖溶地表塌陷預(yù)測技術(shù)研究,可為礦山實(shí)現(xiàn)地下水害及其衍生的地表塌陷災(zāi)害的有效治理提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持,具有重要意義。
　　 本文針對中金嶺南凡口鉛鋅礦地下水害防治帷幕注漿工程的實(shí)際,綜合運(yùn)用數(shù)值模擬、計(jì)算機(jī)三維建模和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),采用Visual

2、 Modflow、Surpac和Matlab等數(shù)字化工具,結(jié)合“注漿帷幕三維可視化及地下水?dāng)?shù)值模擬技術(shù)研究”科研課題,主要開展以下研究:
　　 (1)在概化水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,構(gòu)建凡口鉛鋅礦數(shù)值模擬水文地質(zhì)概念模型,以此為基礎(chǔ),運(yùn)用三維地下水流模擬專業(yè)軟件Visual Modflow,構(gòu)建凡口鉛鋅礦地下水?dāng)?shù)值模擬模型,并實(shí)現(xiàn)對所建數(shù)值模擬模型的校正與驗(yàn)證。
　　 (2)運(yùn)用凡口鉛鋅礦地下水?dāng)?shù)值模擬模型分析地下水流場的變

3、化和區(qū)域水均衡情況,從而揭示研究區(qū)內(nèi)地下水動態(tài)特征;模擬對比多種帷幕墻滲透系數(shù)和合理作用厚度方案下二期工程完成后地下水流場的變化,試算驗(yàn)證帷幕墻滲透系數(shù)和合理作用厚度:預(yù)測帷幕注漿三期工程完成后研究區(qū)的地下水流場變化,并評價帷幕注漿工程堵水的效果,為后續(xù)帷幕注漿工程三維可視化及地表塌陷預(yù)測奠定基礎(chǔ)。
　　 (3)運(yùn)用三維可視化軟件Surpac建立帷幕注漿鉆孔數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)對帷幕注漿鉆孔數(shù)據(jù)的有效管理和帷幕注漿鉆孔三維可視化;建立帷

4、幕墻的三維概念示意模型,涵蓋帷幕注漿區(qū)域的地表三維模型,疏干巷道及水倉的三維模型,實(shí)現(xiàn)帷幕注漿工程的三維可視化,對指導(dǎo)礦山后續(xù)帷幕注漿工程的開展,提高工程施工管理水平具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
　　 (4)結(jié)合凡口鉛鋅礦實(shí)際,分析研究區(qū)巖溶地表的塌陷機(jī)理,確定影響巖溶地表塌陷的主要因素,并依據(jù)各因素對巖溶地表塌陷的影響程度,實(shí)現(xiàn)巖溶地表塌陷主要因素的定量分級。
　　 (5)綜合分析凡口鉛鋅礦地面塌陷歷史資料,總結(jié)提出研究區(qū)的塌陷