基于BP神经网络的降雨充水矿井涌水量预测

长沟峪煤矿矿井涌水量受降雨影响显著,曾经因降雨造成淹井事故。文章分析了长沟峪煤矿矿井充水因素及其影响程度,建立了矿井涌水量预测的BP网络模型,通过对2006年和2007年＋141水平和＋20水平矿井最大涌水量预测验证了该模型的可行性,并据此对不同降雨条件下的矿井涌水量进行了预测。     

梁北二井水文地质特征及充水因素探讨

通过对井田边界条件、主要含水层的富水特征、断层的水文地质特征以及地下水的补给、径流及排泄条件的分析研究,认为二1煤层顶板的直接充水水源为顶板砂岩裂隙水,底板的直接充水水源为石炭系太原组上段石灰岩岩溶裂隙水,底板的间接充水水源为石炭系下段太原组灰岩岩溶裂隙水和寒武系白云质灰岩岩溶裂隙水;矿井充水通道为顶板砂岩、底板灰岩的裂隙和断层带。采用大井法对先期开采地段二1煤层-700m水平的矿井涌水量进行了预算：正常涌水量为947m^3/d,最大涌水量为1140m^3/d。结合邻近矿井的调查,认为计算的涌水量是可靠的,可作为煤矿建井设计和水害防治的依据。     

浙江省建德铜矿矿坑涌水量预测研究

以建德铜矿为例,将复杂的岩溶充水型矿床,通过分析矿体空间状态,矿体周边含水层与隔水层分布,采矿过程中可能出现的新充水来源等水文地质条件,概念化成简单的水文地质条件边界,利用数理统计法,对矿床充水因素、巷道水来源等进行分析,预测其矿坑涌水量.统计分析结果表明,建德铜矿矿坑正常涌水量为1440m3/d,矿坑最大涌水量为2369m3/d.实际矿坑涌水量略小于统计分得出的预测矿坑涌水量,其误差值在20%以内.这种数理统计方法与概化水文地质边界的方法,可为同类矿山预测矿坑涌水量提供借鉴.     

淮北煤田花沟井田水文地质特征及矿井涌水量预算

在分析井田水文地质特征的基础上,对矿井的充水因素进行了论述,认为矿区的主要充水水源为新生界松散层第四含水层砂层孔隙水、二叠系煤系地层砂岩裂隙水和石灰岩岩溶裂隙水,指出了灰岩与煤岩层对口部位是突水可能发生的主要地段,在以后煤矿开采时要加以重视和预防。采用了地下水动力学法、比拟法对矿井涌水量进行了预算,通过对两种计算方法的分析比较,建议采用比拟法预算结果作为矿井正常涌水量和最大涌水量。     

在生产矿井中用变幅系数预测各水平最大涌水量

本文在分析前人有关涌水量研究工作的基础上，针对矿井涌水量特点，通过仔细分析安源煤矿多年矿井最大、最小涌水量之间的关系，建立了开采水平（Ｈ）与最大、最小涌水量变幅系数之间的关系，并以此来进行矿井最大涌水量预测。     

万福井田水文地质特征及矿井涌水量预测

在分析井田水文地质特征的基础上,对矿井的充水因素进行了论述,认为山西组砂岩、太原组第三层灰岩属煤层开采的直接充水含水层,对煤层开采有直接影响。采用了地下水动力学中的"大井法"对矿井的涌水量进行了预测,得到正常涌水量为286 m3/h,最大涌水量为405 m3/h的结果,为万福井田及其它煤矿的安全生产提供了重要的依据和借鉴的价值。     

六盘水矿区马临煤矿延伸开采区段充水因素及涌水量预测研究

根据六盘水矿区马临煤矿地质条件背景以及矿井地质资料的分析,论述了矿井水文地质特征、充水因素,并在此基础上采用比拟法及解析法对研究区矿井涌水量进行了预算。结果显示:开采C8煤层以上煤层以裂隙含水层为主,属于水文地质条件简单的矿床类型;开采C12煤层时,煤层间接底板茅口组灰岩岩溶含水层对矿床充水将占主导地位,水文地质条件转变为复杂的岩溶充水矿床类型,存在较大的突水危险;根据含水层水文地质条件的不同,研究区含煤地层涌水量采用比拟法预算,结果为2402.43 m~3/d;茅口组岩溶含水层采用解析法预算,结果为7570.68m~3/d;研究区最大涌水量为平均涌水量的2.4倍,建议采用23935.45m~3/d作为今后矿井选择排水设备的依据。     

四川马边县老河坝磷矿二坝矿段涌水量预测

通过分析勘查区水文地质单元边界条件,查清勘查区地下水的补给、径流、排泄特征,对磷矿的充水水源和充水途径进行分析,结合磷矿开拓系统,分别对运输大巷和开采系统进行涌水量预测,计算最大涌水量和一般涌水量。通过对老河坝磷矿区涌水量预测方法的研究,对该富磷分布区磷矿的水文地质勘查和开采过程中排水具有一定的指导意义。     

广东省某市水泥用石灰岩矿山涌水量预测研究

广东某水泥用石灰岩矿山为水文地质条件复杂的岩溶充水型矿床。在矿山开采条件下,易形成高陡坡天然边坡,会导致强烈地下水运动并形成区域地下水位降落漏斗,预测矿坑涌水量对防治地质灾害极为重要。本文对该矿山水文地质条件、充水因素及矿坑涌水量进行预测分析,认为矿坑涌水量预测主要是预测未来矿坑枯季涌水量、平均涌水量和最大涌水量,而本矿床未来矿床为凹陷露天开采矿床,影响矿坑涌水的主要因素为矿坑涌水及大气降水,次要为地表水,绝大部分地表水对矿床影响不大,预测时可以不予考虑,预测矿坑涌水量只计算矿坑岩层涌水量及大气降水充水量。预测结果是开采部门制订疏干措施,确定排水设备及生产能力的主要依据。     

回采工作面顶板复合含水层涌水量时空组成及过程预测方法

为提高彬长矿区各矿井预测涌水量的准确性,通过精细化勘探将洛河组划分为上、下两段;建立了巨厚复合含水层涌水量预测的水文地质概念模型,将受到煤层采后顶板导水裂缝带波及的含水层涌水概化为考虑垂向渗流的向河渠排泄模型,称之为"含水层水向工作面涌水模型";并给出了与矿井采掘计划相结合、考虑含水层静储量释放、动态补给和垂向渗流的水量预测方法,称之为"工作面时空动态涌水量预测方法"。以高家堡矿井为例,预测101工作面最大涌水量为1 222.11 m~3/h,采后初期稳定涌水量为950.07 m~3/h;预测201工作面最大涌水量为610.93 m~3/h,采后初期稳定涌水量为536.73 m~3/h。与实测涌水量对比分析,预测涌水量绝对误差为-130.49~20.64 m~3/h,误差率为-21.05%~8.39%,预测精度大大提升。     

基于矿井排水的水文地质参数识别

由于强烈的非均质性,如何识别岩溶裂隙含水层水文地质参数是一个由来已久的难题。本文利用焦作矿区、荥巩矿区及永夏矿区生产矿井大流量、长时间的排水资料进行识别岩溶裂隙水含水层的水文地质参数,计算结果发现：K值均在100m/d量级上,μ＊值均在10^-3量级上,与孔隙含水层的值相当;用识别的参数预算矿井涌水量与区域降雨补给量接近,回报水位及给定条件下排水量误差均不超过2%。结果表明,可以用渗流理论模型对管道流、裂隙流进行概化处理。研究成果提出矿区岩溶裂隙地下水参数计算的新方法,为防控矿坑突水、安全生产提供了新思路。     

云南鹤庆西山岩溶地下水均衡模拟

鹤庆西山岩溶地下水是当地人们生产生活的重要水源,开展岩溶地下水均衡调查及计算模拟,掌握研究区岩溶地下水动态,对鹤庆西山地下水资源开发利用及管理有重要的意义。本文在收集研究区地质资料的基础上,对研究区的自然地理条件、地层岩性、地质构造和水文地质条件等地质背景进行分析并划分岩溶地下水系统。采用数值模拟法对云南省鹤庆西山岩溶地下水均衡进行了模拟计算,并与水量均衡法进行了对比。结果表明:岩溶系统划分合理,各岩溶子系统补给与排泄基本均衡;各岩溶子系统的排泄以集中排泄为主,集中排泄占总排泄量的67%~92%;考虑岩溶管道的集中排泄模型更符合研究区岩溶地下水运动特点。      

基于子域解析元素法的煤矿地下水流场模拟

为了分析将子域解析元素法应用于煤矿地下水流场模拟的可行性,并探究如何提高此方法的模拟精度,首先推导出了强度非线性变化的高阶线汇的复势表达式,分析了其流量势与流函数的空间分布特征,在此基础上应用python语言构建了基于子域解析元素法的煤矿地下水流场模型并应用于求解某煤矿放水试验后水位分布问题.模拟结果显示,模拟水位与观测孔水位偏差绝对值范围为1.36~5.27 m,模型外边界（实际定水头边界）上的水位接近实际值（900 m）,且通过模型外边界（实际隔水边界）的流量近似为零.对模拟原理及模拟结果的分析表明,基于子域解析元素法的煤矿地下水流场模型在全域上满足质量守恒及达西流梯度场,在全域内任意一点的水位可通过该点所处的子域所对应的流量势函数求得,因此应用子域解析元素法进行煤矿地下水流场模拟是可行的,而且将代表模型边界的非线性强度线汇剖分为更短的长度可进一步提高模拟精度.      

山东福山铜矿岩溶裂隙水充水矿井涌水量预测

福山铜矿位于山东省烟台市,围岩主要是大理岩,岩溶裂隙水为矿床直接充水水源。在分析研究区水文地质条件、岩溶发育特征和地下水流态的基础上,建立了地下水三维渗流模型,模型考虑了地下水在三个主渗流方向上的各向异性,将疏干巷道概化为排水沟,针对金属矿床开采水位降深大,边界流量随着降深的增大而增加,采用通用水头边界,随着降深的变化边界流入量依据水位值计算得到。利用群孔抽水试验资料和长期观测资料对模型进行识别和验证,最终对矿井疏干排水量和不同年份的正常涌水量进行预报,模拟结果为-80 m、-200 m、-300 m、-400 m和-450 m水平平水年正常涌水量分别为7 500 m3/d、14 060 m3/d、28 070 m3/d、37 200 m3/d和41 600 m3/d。从岩溶发育特征和地下水流动特征看,在这类岩溶地区建立地下水三维渗流模型是可行的。      

疏降地下水引起地面塌陷浅析--以淮南煤矿区为例

以淮南西部矿区为例，介绍了该地区自20世纪60年代开采煤矿以来，由于疏降地下水，引起的地面塌陷。为了研究灰岩水动力场规律，先后在该区进行多时段、多水平放水试验。研究表明，覆盖粘土层、岩溶及人工疏降地下水，是该地区岩溶塌陷形成的基本条件。通过对粘土盖层性质、疏降地下水岩溶塌陷演化过程及塌陷机理与对应阶段过程综合分析，结合区域地质条件，掌握了塌陷点的分布规律。对目前西部地区塌陷“复活”、整治及未来城市规划，提出了建设性建议。     

基于MODFLOW-CFP的岩溶水模型降雨非线性入渗补给研究——以湖南省香花岭地区为例

利用MODFLOW-CFP建立湖南省香花岭渗流-管道流耦合模型,并使用降雨量系数法实现非线性入渗过程,以探讨此方法在模型中的适用性。通过人工试错反演参数,得出6个不同降雨强度区间的降雨量系数;非线性入渗处理后,地下河流量模拟结果的纳什系数提高至0.91。结果表明:降雨量系数法可使该模型更好地模拟地下河流量变化,此方法也适用于一些岩溶小流域的数值模拟工作。      

龙涧泉岩溶水系统特征

文章以地下水系统理论为指导,对龙涧泉岩溶水系统的边界条件、人工干预条件下地下水动力场演化特征等方面进行了系统的研究。根据区域地质、构造、地形地貌和水文地质条件,探究了龙涧泉岩溶水系统,圈定了系统的范围、边界性质、流动系统内部及其与外部系统之间的关系,确定龙涧泉为系统的唯一天然排泄口,龙涧泉岩溶水系统与白浪岩溶水系统无直接水力联系。龙涧泉岩溶水系统岩溶水补给来源主要是大气降水、河流入渗及侧向径流补给,现状条件下总补给量为864.42万m3/a,多年平均补给量为836.81万m3/a;排泄主要是水源地开采和矿山排水,现状开采量为4 117.2万m3/a。由于开采量大于允许开采量,并超过了总补给量,区内岩溶水一直处于超采状态。2004—2008年矿区岩溶水实测年均下降1.61 m/a,多年（1984—2008）水位平均降幅为5.68 m/a,最大降幅17.42 m/a。此外还讨论了岩溶水系统的补给、排泄条件,提出了龙涧泉岩溶水开发、保护、复泉与管理龙涧泉岩溶水系统的建议。      

露天煤矿开采侧向帷幕控水原理与截水效果数值分析

露天煤矿开采过程中的矿坑疏排水是引起地下水资源流失的重要原因,寻求新的控水方法势在必行。以内蒙古赤峰市元宝山露天煤矿为研究对象,根据研究区水文地质与露天煤矿开发特征,分析了露天开采驱动下帷幕墙体建设对地下水系统控制的基本原理,得出帷幕墙体渗透能力越弱、厚度越大、与补给水体距离越近是帷幕墙减少露天采坑涌水的基本思路。将露天采矿疏排水与地下水系统数值仿真研究结合,对露天煤矿开采与帷幕墙建设对矿坑疏排水强度影响程度进行预测分析,模拟结果显示,采用针对主要涌水段的局部帷幕工程方案,地下水仍然以露天矿采坑为降落漏斗中心,区域流场形态基本未发生重大变化,在未帷幕区段地下水发生了强烈的侧向绕流现象,初期(300 d)矿坑残余涌水量较之现有矿坑排水量最大减幅 37.16%,而残余涌水量随时间增大趋势明显。按准全封闭型帷幕方案建墙后,地下水基本未发生绕流现象,矿井残余涌水量为先减小后增大的趋势,最大减幅达85.79%,且后期涌水量增加幅度不大,可见准封闭型帷幕建设方案较之局部帷幕方案对矿坑整体涌水量的减排作用显著。通过分析露天煤矿开采侧向帷幕控水规律,构建帷幕阻水条件下地下水系统仿真模型,评价帷幕截水减排效果,以期为露天矿区煤–水资源协调开发提供科学依据。      

广西北山岩溶管道—裂隙—孔隙地下水流数值模拟初探

本文从水动力学角度分析各种岩溶含水介质中的水流特征,将其归纳为储水介质、导水介质和控水介质,并根据折算渗透系数ＫＬ的概念和建立耦合达西流和百达西流于一体的岩溶管道－裂隙－孔隙三重介质地下水模型,对广西环江北山矿区岩溶含水系统进行了初步探讨。北山实例的模拟结果表明,三重介质模型较全面地刻画了岩溶水动态的特征,反映了相对均匀裂隙流与控制性管道流并存、线性流与非线性流相互转变的运动特点,不仅理论上比较合     

矿区岩溶地表塌陷神经网络预测研究

针对近年来某矿岩溶地表塌陷频繁发生的现象,分析确定了影响地表塌陷的主要因素,构建了矿区岩溶地表塌陷预测BP神经网络模型,以训练后的BP网络模型对矿山帷幕注浆三期工程完成后可能形成的地表塌陷区的空间分布进行预测。并针对矿山现实塌陷情况,结合各区预测塌陷危险分级结果,提出了相应的岩溶地表塌陷灾害防治措施。实践表明,所建模型的预测结果与矿区地表塌陷实际情况相符,可为矿山后续帷幕注浆工程的设计与施工提供有益借鉴,为岩溶矿区地表塌陷灾害提供预警支持。