越南石溪露天鐵礦區(qū)涌水規(guī)律預(yù)測及防治水技術(shù)研究.pdf

1、論文針對露天礦復(fù)雜水文地質(zhì)條件開展水害治理技術(shù)研究，對保障礦區(qū)安全生產(chǎn)具有重要作用。論文通過對越南石溪露天鐵礦水文地質(zhì)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(yùn)移數(shù)值模型和地下水溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)值模型，再以一定的暴雨統(tǒng)計(jì)頻率為基礎(chǔ)，分別計(jì)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，提出了防排水方案。本文取得的主要認(rèn)識和結(jié)論如下：
　　1)通過對礦區(qū)水文地質(zhì)條件的詳細(xì)

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(guān)系。結(jié)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(jì)潛水含水層和隔水層、新第三紀(jì)承壓含水層和隔水層、堅(jiān)硬裂隙巖石承壓上含水層、堅(jiān)硬裂隙巖石承壓下含水層，并進(jìn)一步確定了各地下水層的水文地質(zhì)參數(shù)及地下水和地表水化學(xué)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(yùn)動（3D）數(shù)學(xué)模型，預(yù)測了8個開采階段涌進(jìn)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(dá)14450m3/h。模型預(yù)測結(jié)果與現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)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(diǎn)，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(yù)測結(jié)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(nèi)部排水系統(tǒng)。
　　4)采用GMS軟件中的井模塊(well modul)設(shè)計(jì)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(jiān)硬裂隙巖石含水層中抽水井系統(tǒng)。最后計(jì)算了礦區(qū)在8個開采階段的抽水井?dāng)?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(jìn)礦山地下水量的75%。
　　5)根據(jù)最近23年降雨量統(tǒng)計(jì)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(qiáng)度頻率和預(yù)測了礦區(qū)的年最大降雨量，并以此計(jì)算了礦山內(nèi)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(shè)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(nèi)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(zhì)運(yùn)移模型，預(yù)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