FLAC3D在海底隧道涌水量预测中的应用

通过分析FLAC3D软件的基本特征、解析特点和本构模型,在分析研究区地质条件的基础上,采用半无限空间的水文地质计算模型,确立了研究区的模拟方案。结合某海底隧道具体水文地质和工程地质情况,以其中的9个典型剖面模拟计算为例阐述了其在海底隧道涌水量预测中的应用。将计算结果与经验解析法的结果进行了比较分析,阐述了FLAC3D数值模拟法的适用条件和工况。总结出了一些有益于隧道施工组织设计和排水设计的结论,对指导工程实践具有一定参考价值。     

海底隧道涌水量数值计算的渗透系数确定方法

海底隧道的建设往往伴随着高风险,而水害则是海底隧道建设期间风险最主要的来源之一,隧道涌水对施工安全与建成后的运营成本控制有着重要影响,因此,对海底隧道进行涌水量预测便显得尤为重要。数值计算方法是当前涌水量预测中应用最广的方法之一,而计算涌水量过程中最关键的问题之一是渗透系数的确定。以青岛胶州湾海底隧道工程为背景,通过数值计算、模型试验与现场监测数据分析等手段相结合的方法,对海底隧道建设期涌水量的预测进行了研究。首先进行海底隧道开挖后涌水量现场监测,得到开挖后涌水量变化曲线;再采用数值计算方法对围岩渗透系数的取值进行反分析,对渗透系数进行不断修正,并在数值计算中成功拟合实测涌水量曲线,所得到的渗透系数即为数值计算中应采用的合理渗透系数。在结合试验段地质情况的基础上将合理渗透系数与前期地勘压水试验得到的渗透系数进行比对,得到两者之间的关系。并通过模型试验的手段对以上结论进行验证。将其应用到海底隧道的涌水量预测中,通过正演数值计算预测围岩相似洞段的涌水量,其结果对海底隧道涌水量预测有一定的参考意义。     

庐江县黄屯硫铁矿矿坑涌水量预测研究

黄屯硫铁矿位于安徽省庐江县城东南部,为富含地下水矿区,整个地下水系统的面积约63.3 km2,矿区中心富水性最强,北部、东部等外围富水性中等～弱。本文利用矿区群孔抽水试验中46个观测孔的水位数据进行数值模拟分析,建立数值模型对矿区33个区块进行识别,可得出水文地质参数作为涌水量预算根据。研究可知矿区矿坑涌水的主要进水方向为东南缺口及南帷幕,水位降深在-290 m水平时,东南缺口进水量为11 958.5 m^3/d;南帷幕进水总量为8 579 m3/d,矿区进行开采时应在矿区的东南缺口适当布设排水孔,或者井下增设排水站点,以达到疏干排水的要求。研究结果为矿区日后巷道开采资源提供了依据。     

双柳煤矿矿井涌水量数值模拟研究

如何比较准确的预测矿井涌水量一直是国内外煤矿相关研究人员努力探求的重要问题之一。在充分认识和掌握研究区水文地质条件的基础上,建立了与实际情况相符合的矿井涌水量数值模拟数学模型,重点研究了模型的边界条件、模型的时间和空间离散、含水介质水文地质参数的确定,并运用目前较为流行的地下水数值模拟软件Visual Modflow对研究区进行了矿井涌水量数值模拟,得出了比较合理的矿井各水平井下涌水量,为矿井水害防治提供决策依据。     

数值法预测矿区涌水量时模拟软件的应用评述

对几种国内外最流行的用于数值法预测矿坑涌水量的地下水模拟软件进行综合评述与比较,将各种软件的应用范围与限制进行分析,同时结合已有的研究成果与实际应用经验,为不同软件在矿区涌水量预测领域中的应用前景作了展望。     

滇西某铅锌矿床矿坑涌水量预测与分析

滇西某铅锌矿是近年来新发现的隐伏大型矿床,矿区水文地质条件复杂,涌水量预测的准确与否将直接影响矿山的安全生产.本文在对矿区水文地质条件系统分析的基础上,建立了矿区水文地质概念模型,通过矿区边界条件概化和水文地质参数确定,采用数值法模拟预测了矿坑的涌水量.同时,为保证模拟结果的可靠性,采用“大井”法进行了矿坑涌水量计算,...     

隧洞涌水量预测计算方法研究进展

涌水灾害问题广泛存在于隧洞工程的建设之中,它直接关系到施工进度、洞室稳定性及人身安全。目前国内外学者研究出大量的隧洞涌水量预测计算方法,但不同计算方法具有不同的适用条件和优缺点,选取合理的计算方法对于计算结果的准确性至关重要。本文将当前广泛应用的隧洞涌水量预测计算方法分类总结为4种:经验公式法、解析公式法、数值计算法和物理模拟法。经验公式法多来源于大量工程案例的总结,着重于相似地质条件下隧洞涌水量计算;解析公式法则基于严密的理论推导过程,计算过程快速简洁;数值计算法适用于复杂水文地质条件下涌水问题的计算;物理模拟法借助于试验的手段,直观地显现出隧洞的涌水规律。本文对现有计算方法的理论原理、适用条件和优缺点进行了详细的总结,并展望了隧洞涌水问题的未来研究方向。     

张集煤矿灰岩含水层数值模拟及涌水量预测

为了正确评价淮南煤矿张集煤矿灰岩含水层对煤层开采的影响,探明详细的水文地质条件,本文利用–536 m水平放水成果资料,利用GMS建立了张集煤矿C3I 组灰岩含水层水文地质模型及其数值模型,经识别和验证后,获得了灰岩含水层水文地质参数,并结合“突水系数”,进行数值模拟分析,计算水文地质参数,预计灰岩疏水量,并利用数值模拟参数分别模拟计算了–536 m、–565 m 水平、–566 m水平的安全开采下的疏放量,依据此次计算结果,给张集煤矿采煤过程中灰岩水的防治提供了一定借鉴。     

综采放顶煤开采顶板涌水量分析预测

综采放顶煤技术是当前我国煤炭工业实现高产高效的主要技术途径,但因推进速度快,对煤层开采有了更高的要求,如开采工作面涌水量不能太大,更不用说突发性涌水事故.因此应做好采前的水文地质勘察工作,查明富水区分布情况并预测开采涌水量大小.本文仅以兖州矿业集团公司兴隆庄煤矿1302工作面为例,分析预测综采放顶煤开采顶板涌水量.分析预测时采用了地下水动力学解析法和三维有限元数值模拟方法.     

某煤矿区水文地质特征分析及矿井涌水量预测

利用刘家坪子煤矿区水文地质资料,对矿区水文地质条件进行分析研究,采用地下水动力学法,预测主采煤层(C5煤)开采过程中的矿井涌水量,同时采用水文地质比拟法,利用水文地质条件与该矿相似的小发路煤矿的资料,预测该矿井开采过程中的涌水量,采用地下水动力学和水文地质比拟法,分析两种计算方法的优缺点,选择比拟法作为开采初步设计的参考。     

三号井充水因素分析及涌水量预测

矿坑涌水量的大小是反映一定充水条件下,矿坑充水程度的定量指标,该指标将做为矿山开采设计中制定防治水方案的依据。本文在充分分析三号井周边地下水的赋存与分布,及该区域地下水的补径排条件,对矿床充水因素进行分析,利用矿区水文地质参数进行分析计算,采用“大井法”和“比拟法”对矿坑涌水量进行计算,经成果分析推荐采用“大井法”推算出的结果466 m3/d作为三矿日涌水量的数值。该结果做为三号井开采设计中制定防治水方案的依据。     

重新集铁矿矿坑涌水量预测研究

针对重新集铁矿水文地质条件深入研究,对其进行相应概化,利用解析法以及数值法(分不同开采方案)进行矿坑涌水量预测,得出结论:解析法在矿坑涌水量中局限较大,在矿坑预测过程中更为推荐使用数值法,其预测结果与实际结果更为符合。从具体预测结果来看,最大矿坑涌水量均出现在首采阶段,而在全开采期矿坑涌水量总体变化不大。选择优先开采-160 m水平矿体和-300 m水平矿体两种不同的开采方案时,方案二的最大涌水量较小,有益于井下最大排水规模的控制,同时发现涌水量变幅也相对较平稳,有益于矿山水资源综合利用方案制定和矿山水环境治理方案的设计,建议矿床开采方案选择方案二。     

王河煤矿矿井涌水量数值模拟及预测

针对岩溶充水矿井涌水量数值模拟中边界条件概化和非均质性刻画难题,采用分别建立区域模型和局部模型的方法解决边界概化问题,运用信息复合技术刻画岩溶介质的非均质性.以具有完整水文地质边界的荥巩矿区为计算区建立区域模型,以区域模型计算出的流量作为边界条件建立王河煤矿矿井涌水量模拟模型(局部模型).在充分分析钻孔、构造、突水、物探等资料的基础上,运用信息复合技术对煤矿充水含水层进行垂向和平面参数分区.在此基础上,利用GMS建立了精细的王河煤矿涌水量模拟模型.利用该模型预测了不同开采工作面的矿井正常涌水量和最大涌水量.结果表明,开采111070、113090、113110、113120工作面时,正常涌水量分别为490、350、560、590 m3/h,最大涌水量分别为690、490、790、830 m3/h.预测结果可为矿山设计部门确定开采方案、布置排水设备和制定防治水措施提供科学依据.      

大藤峡水库对广西盘龙铅锌矿矿坑涌水量影响预测

矿井突水是矿山开采过程中最具威胁的自然灾害之一,其中以岩溶水突水最为常见。大藤峡水利枢纽蓄水后,抬高了盘龙铅锌矿附近黔江的地表水位。矿山继续向深部开采,矿坑涌水危险进一步增加。文章基于Visual Mod Flow地下水流数值模拟软件,建立盘龙铅锌矿大岭矿段的数值模型,采用矿坑涌水量实测值以及多种矿坑涌水量计算方法对数值模型进行校验。通过模拟计算,预测大藤峡水利枢纽蓄水后对不同开采中段矿坑涌水量将会明显增加。为了降低矿坑涌水量,建议在黔江河近岸的3个倒灌口各建1个挡水坝,在大岭矿段东侧和西侧各施工1道灌浆帷幕。当帷幕体透水率为3 Lu时,止水效果可达44.21%~53.14%。     

山西省离柳矿区沙曲井田数值模拟及矿井涌水量预测评价

沙曲井田位于山西河东煤田离柳矿区的中部,处在柳林泉域岩溶水系统的径流区。矿区奥灰水水量大,水位标高为+797～+802m,其中的4#煤底板承受奥灰水压2～5MPa,10#煤底板承受奥灰水压3～6MPa,属带压开采矿井。利用井田以往的地质及水文地质勘探资料,应用GMS软件建立矿区三维立体模型和地下水渗流的数学模型,实现水文地质结构三维可视化,使数学模型能正确地反映预测区的水文地质条件,达到数值仿真效果;应用有限差分数值法,对开采上组煤(3#+4#)和下组煤(8#+9#、10#)时,石炭系太原组灰岩含水层和奥陶系峰峰组含水层的疏降进行矿井涌水量预测,为矿井的安全生产和防治水工作提供依据。     

厦门海底隧道施工方案优化研究

基于数值模拟方法,对厦门海底隧道施工进行优化分析。在侧压力系数为0.6和0.9情况下,首先针对3种常用施工方法——全断面开挖法、上下台阶法和台阶分部开挖法进行计算分析,通过比较隧道洞周关键点位移及洞周塑性区分布,得到全断面开挖对围岩的扰动较小;然后,通过计算分析不同台阶长度对隧道的稳定性的影响,得到上下台阶开挖台阶步距为10 m左右较为合理的结论,对海底隧道的施工具有一定的指导意义。     

施工爆破对确定海底隧道最小岩石覆盖厚度的影响研究

确定海底隧道的最小岩石覆盖厚度是在确保海底隧道安全的基础上减少工程造价的关键。施工爆破对上覆岩石的振动影响着海底隧道最小岩石覆盖厚度的确定。采用FLAC3D模拟了宁波海底隧道钻爆法施工对上覆岩层的动力学影响,分析了海底隧道的底板标高和装药量对上覆岩层交界面的稳定性影响,得到了振动速度、应力波动历时曲线和塑性区大小。通过与萨道夫斯基公式计算结果的对比,综合经济、安全方面的考虑,建议降低装药量,底板线下降2 m。     

矿井涌水量数值模拟研究——以锦东煤矿为例

矿井涌水量预测对煤矿安全开采具有重要的指导依据。本文将锦东煤矿作为研究对象,利用地下水数值模拟软件MODFLOW建立数值模型,并对其进行识别验证,在合理可靠的模型基础上,对未开采和开采两种方案进行预测,对矿井涌水量组成进行分析。计算结果表明,锦东煤矿开采条件下,矿井涌水量为6 130 m3/d,主要由第四系潜水蒸发量、各泉集河溢流损失量和地下水储存量三部分组成。