越南石溪露天鐵礦區(qū)涌水規(guī)律預測及防治水技術研究.pdf

1、論文針對露天礦復雜水文地質條件開展水害治理技術研究，對保障礦區(qū)安全生產具有重要作用。論文通過對越南石溪露天鐵礦水文地質條件勘察以及對露天礦區(qū)的年最大降雨量和年平均降雨量等資料綜合分析，建立了礦區(qū)地下水運移數(shù)值模型和地下水溶質運移數(shù)值模型，再以一定的暴雨統(tǒng)計頻率為基礎，分別計算了礦山在不同開采階段的涌水量，并以此數(shù)據(jù)作為露天礦防排水系統(tǒng)設計的基礎，提出了防排水方案。本文取得的主要認識和結論如下：
　　1)通過對礦區(qū)水文地質條件的詳細

2、勘察和研究，分析并掌握了礦區(qū)地下巖層特性及各巖層之間的水力關系。結果表明，該礦區(qū)可以分成4個含水層和2個隔水層，分別為第四紀潛水含水層和隔水層、新第三紀承壓含水層和隔水層、堅硬裂隙巖石承壓上含水層、堅硬裂隙巖石承壓下含水層，并進一步確定了各地下水層的水文地質參數(shù)及地下水和地表水化學成分。
　　2)采用GMS軟件中的Modflow模塊有限差分法，建立了礦區(qū)地下水運動（3D）數(shù)學模型，預測了8個開采階段涌進采場的地下水量。從第4年到第

3、37年為2800～14250m3/h，最終開采階段達14450m3/h。模型預測結果與現(xiàn)場試驗結果誤差為4.1％，表明數(shù)值模型具有較大的合理性。
　　3)分析了露天采場排水系統(tǒng)選擇原則及露天礦常見排水方法的優(yōu)缺點，確定了礦山礦底兩級開采方法及開采方案。然后，根據(jù)礦坑涌水量的模擬預測結果，提出了與石溪露天鐵礦開采方案配套的礦外地下水防治系統(tǒng)和礦山內部排水系統(tǒng)。
　　4)采用GMS軟件中的井模塊(well modul)設計了地下

4、水抽水井布置方案，主要包括沉積殼含水層中抽水井系統(tǒng)和堅硬裂隙巖石含水層中抽水井系統(tǒng)。最后計算了礦區(qū)在8個開采階段的抽水井數(shù)量：第4年50眼抽水井、第9年64眼抽水井、第13年80眼抽水井、第16年83眼抽水井；從第24年開始到最終開采階段，抽水井系統(tǒng)全布置在礦山邊界上，每個階段使用93眼抽水井。抽水井系統(tǒng)能保證水泵能力為11×103m3/h，保證排放涌進礦山地下水量的75%。
　　5)根據(jù)最近23年降雨量統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，采用Gumbe

5、l極值分布理論，分析了礦區(qū)的暴雨強度頻率和預測了礦區(qū)的年最大降雨量，并以此計算了礦山內部的涌水量，包括降水量和礦外剩余25%的地下水量，提出了集水倉規(guī)格和布置方案。最后，根據(jù)礦山開采周期的規(guī)劃，確定了設備布置方案和排水方向，滿足發(fā)生5年一次的最大降雨量和礦內剩余地下水量的排水要求。
　　6)采用GMS軟件中的MT3D模塊，建立了石溪鐵礦區(qū)地下水溶質運移模型，預測礦山在不同的開采階段海水的濃度及影響范圍。在沉積層中海水的濃度變化為1