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与地下水资源开发利用不同,矿山开采中的地下水表现为水害,它主要表现为地下水涌水和突水问题,需要对其进行防治。本文研究的湖南省郴州市界牌岭矿构造断裂发育、水文地质条件相当复杂,因此有必要对矿区断裂构造、岩溶发育、水文地质条件进行深入分析总结。
界牌岭矿的水文地质类型属于以裂隙岩溶水为主的含矿层直接进水的水文地质条件中等的岩溶充水矿床。影响矿山开采的主要含水层是石磴子组灰岩岩溶裂隙含水层,该含水层的富水部位主要受构造控制,在断裂破碎带、风化带地段岩溶裂隙发育,含水性较强。其中,F4断层是矿区充水的主要因素,是本矿区的主要控水构造。
本文以界牌岭矿及其周边地区为研究区,通过研究分析矿区所在地的气象水文、地质概况、水文地质条件和地下水运动特征建立水文地质概念模型,以及描述上述水文地质概念模型的数学模型,并进一步讨论描述数学模型的定解条件,最终通过模型识别初步建立矿区的地下水流模型。
随着数学工具的迅猛发展和电子计算机的广泛应用,数值模拟方法在地下水领域取得长足的发展。本文的数值模拟方法采用有限差分法,利用基于MODFLOW程序的GMS软件建造地下水流模型。模型识别采用PEST自动拟合程序进行,利用地下水位观测资料对模型进行校正和参数反演。由于资料所限,模型识别采用的是稳定流计算。
本文建立的地下水流模型可为即将进行的矿山地质详细勘察和水文地质调查提供技术指导,并可为今后矿区地下水疏干预测模型提供基础模型,为未来时刻的矿山开采方案的设计和开拓系统的布置提供科学依据,进一步为井下排水设备的选取以及井下防治水措施的制定提供了依据。