高村铁矿露天采场地下水疏干预测及疏干工艺研究

论文摘要

本文介绍了国内外矿坑涌水量预测研究的基本情况,总结了目前矿山防治水的主要措施,在此基础上展开了高村露天采场疏干及防排水工艺的研究。文中分析了高村铁矿矿区的地质及水文地质特征,结合现场水文地质调查、节理统计、抽水试验及降雨资料的收集,将矿区的含水层概化为一个基岩裂隙含水介质系统,利用矿坑疏干涌水量资料和地下水动态长期观测资料,建立了高村矿区地下水非承压水流数值模型。水流模型经过参数识别和验证,得到了比较理想的模拟效果,这也保证了利用模型来预测未来矿坑疏干涌水量的可信度。在地下水水流模型的基础上,按照高村采场的开采计划,分别设计并建立了基于防渗帷幕截流、坑外井群排水和地下聚水廊道集中排水三种方法的地下水疏干预测模型,模拟了这三种方案在采场的疏干情况。从施工工艺及疏干效果的角度,论证并否定了井群排水与防渗帷幕截流这两种方案在高村采场的适用性。围绕聚水廊道排水疏干方法,对其在本矿区建设实施的优点进行了分析,并论述了聚水廊道系统的构筑设想最后,以聚水廊道疏干系统为参考,引入水平孔取水技术,提出了水平辐射井疏干的方案。对比了聚水廊道疏干方法和水平辐射井疏干方法的优缺点,总结了后者的优势。此外建议在高村采场开展必要的相关试验后,将水平辐射井疏干方案正式应用于矿坑疏干排水。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 选题及研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 矿坑涌水量预测
• 1.2.2 露天矿防治水
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 区域概况
• 2.1 位置与交通
• 2.2 地形地貌
• 2.3 水文、气象条件
• 2.4 区域地质构造特征
• 2.4.1 地层
• 2.4.2 构造
• 2.4.3 岩浆岩
• 2.4.4 矿产
• 2.5 区域水文地质条件
• 2.5.1 第四系孔隙水
• 2.5.2 基岩裂隙水
• 第三章 矿区水文地质条件
• 3.1 矿区地质特征
• 3.1.1 矿区地层
• 3.1.2 矿区构造
• 3.2 矿区水文地质条件
• 3.2.1 概况
• 3.2.2 矿区主要含水层及隔水层
• 3.2.3 地下水补、径、排条件
• 3.2.4 地下水动态
• 3.3 构造应力场对矿区地下水运动的影响
• 3.3.1 节理统计
• 3.3.2 构造应力场特征
• 3.3.3 构造应力场对渗透系数空间分布的影响
• 第四章 地下水水流模型
• 4.1 矿区地下水系统
• 4.1.1 水文地质边界划分
• 4.1.2 地下水水动力子系统
• 4.1.3 大气降雨补给
• 4.2 水文地质概念模型
• 4.3 地下水数学模型
• 4.4 地下水数值模型
• 4.4.1 研究区地下水数值模型的建立
• 4.4.2 模型识别
• 4.4.3 模型检验
• 第五章 矿坑疏干涌水量预测
• 5.1 未来研究区降雨量的设定
• 5.1.1 引用历史资料中的平水年降雨量
• 5.1.2 采用概率分析预测未来降雨量
• 5.2 基于井群排水方案的疏干预测
• 5.2.1 井群排水工程部署
• 5.2.2 基于井群疏干方案的预测模型
• 5.2.3 疏干涌水量分析
• 5.2.4 流场演化
• 5.3 基于防渗帷幕截流方案的疏干预测
• 5.3.1 防渗帷幕的布置原则
• 5.3.2 基于防渗帷幕方案的井点辅助疏干预测
• 5.3.3 流场演化
• 5.4 基于边坡内地下聚水廊道的疏干预测
• 5.4.1 聚水廊道疏干工程
• 5.4.2 基于聚水廊道方案的疏干预测
• 5.4.3 流场演化
• 5.5 本章小结
• 第六章 矿坑疏干方法分析和工艺研究
• 6.1 矿坑疏干方法分析
• 6.1.1 含水层系统特征对疏干工艺的影响
• 6.1.2 疏干效果分析
• 6.2 聚水廊道构筑设想
• 6.2.1 聚水廊道疏干系统
• 6.2.2 建设工程量
• 6.3 水平辐射井疏干方法的讨论
• 6.3.1 水平辐射井疏干工程的基本组成
• 6.3.2 水平辐射井疏干系统的组成
• 6.3.3 高村矿坑水平辐射井疏干总系统
• 6.3.4 水平辐射井疏干方案的优点
• 6.4 投资分析对比
• 6.4.1 基本建设工程量
• 6.4.2 基本建设工程费用
• 第七章 结语
• 7.1 主要结论
• 7.2 技术创新
• 7.3 存在问题及说明
• 参考文献
• 致谢