亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        數(shù)值模擬在濟(jì)寧鐵礦礦坑涌水量預(yù)測中的應(yīng)用

        2018-10-18 03:20:36王仕昌邱愷毅
        山東國土資源 2018年10期
        關(guān)鍵詞:模型

        王仕昌,邱愷毅

        (山東省物化探勘查院,山東 濟(jì)南 250013)

        濟(jì)寧鐵礦位于山東省濟(jì)寧市兗州區(qū)、任城區(qū)、汶上縣交界地帶,面積約46km2。濟(jì)寧鐵礦賦存于新太古代濟(jì)寧群變質(zhì)巖中,埋深多在1000m以下,經(jīng)勘查查明鐵礦石資源量約18.34億t[1]。因埋藏深,開采難度大,為開采可行性研究提供水文地質(zhì)數(shù)據(jù),施工了3個水文地質(zhì)孔,進(jìn)行了抽水試驗,求取了水文地質(zhì)參數(shù),采用數(shù)值模擬法[2-3],對礦坑涌水量進(jìn)行了預(yù)測[4-5]。

        1 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

        礦床頂板為寒武紀(jì)饅頭組地層,礦床周邊為濟(jì)寧群變質(zhì)巖地層,巖石堅硬、完整,富水性、導(dǎo)水性較差,礦床底部仍為濟(jì)寧群變質(zhì)巖地層[6-8],隨著深度增加富水性及導(dǎo)水性趨于微弱,礦床底部可視為相對隔水層。

        2 數(shù)值模擬預(yù)測礦坑涌水量

        2.1 水文地質(zhì)概念模型

        2.1.1 模型模擬范圍

        模型平面范圍選擇依據(jù)①濟(jì)寧礦區(qū)屬于湖東汶泗河沖洪積平原中部水文地質(zhì)單元;②鐵礦資源儲量范圍遠(yuǎn)小于礦區(qū)范圍,可以保證模擬范圍在抽水試驗時影響不到模擬邊界;③能將區(qū)域內(nèi)切割深入礦區(qū)的F1斷裂較完整地包含于模型模擬范圍內(nèi),方便模擬斷層對抽水試驗的影響[9]。

        模型垂直范圍模擬含礦層位濟(jì)寧群變質(zhì)巖裂隙含水層,模型上頂界為YK1第3次抽水試驗起點-1113m,下底界定為YK1第6次抽水試驗底界下移100m,即-1613m處。

        2.1.2 地下水動力場及流動特征

        濟(jì)寧群變質(zhì)巖裂隙水補(bǔ)給、徑流、排泄條件差,根據(jù)鉆孔鉆探情況,地下水賦存于千枚巖破碎帶中。千枚巖結(jié)構(gòu)密實,孔隙、裂隙不發(fā)育[10-11]。根據(jù)抽水試驗,斷層上盤灰?guī)r、白云巖裂隙巖溶含水層的地下水通過F1導(dǎo)水?dāng)鄬恿飨驖?jì)寧群變質(zhì)巖裂隙含水層。地下水運(yùn)動為三維流;地下水水位是隨時間變化的,由于介質(zhì)的非均勻性造成水文地質(zhì)參數(shù)隨空間變化,體現(xiàn)了系統(tǒng)的非均質(zhì)性。初始流場[12]根據(jù)抽水試驗的靜止水位給出,概化模擬含水層天然狀態(tài)下水量保持穩(wěn)定。

        2.1.3 水文地質(zhì)參數(shù)及其靈敏度分析

        該次研究對象為深層的濟(jì)寧群變質(zhì)巖裂隙承壓含水層,含水層的水文地質(zhì)參數(shù)主要為滲透系數(shù)[13-14]。根據(jù)YK1鉆孔四次抽水試驗擬合求得的濟(jì)寧群變質(zhì)巖含水層的滲透系數(shù)分別為0.0055m/d,0.0083m/d,0.000021m/d,0.0046m/d。

        水文地質(zhì)參數(shù)的不確定性[15]往往導(dǎo)致計算水頭或流量的不確定性,影響礦區(qū)涌水量的可靠性。因此應(yīng)用靈敏度分析,對識別驗證后的水文地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行不確定性分析[8],為研究礦區(qū)涌水量提供依據(jù)。

        靈敏度可度量一種因子的變化對另一種因子的影響程度,某一模型因變量對模型輸入?yún)?shù)的靈敏度可用因變量對該輸入?yún)?shù)的偏導(dǎo)數(shù)來表示,即:

        Xi,k=?yi/?ak

        式中:Xi,k—模型的因變量對第i觀測點,第k參數(shù)的靈敏度系數(shù)。由于不同的參數(shù)單位不同,這樣不同參數(shù)的靈敏度系數(shù)就無可比性。此時,需對上式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,即:

        根據(jù)上式計算得出靈敏度系數(shù)(表1),從表1可以看出,滲透系數(shù)的變化對模型的運(yùn)行結(jié)果有一定影響。

        表1 靈敏度系數(shù)

        2.2 數(shù)值模型

        2.2.1 數(shù)學(xué)模型

        對于建立的礦區(qū)水文地質(zhì)概念模型,可用如下微分方程的定解問題來描述:

        式中:Ω—滲流區(qū)域;h—地下水系統(tǒng)的水位標(biāo)高(m);K—含水介質(zhì)的水平滲透系數(shù)(m/d);Kz—含水介質(zhì)垂向滲透系數(shù)(m/d);ε—含水層的源匯項(1/d);Ss—含水層儲水率(1/m)。

        2.2.2 子程序包的選擇

        運(yùn)用基于有限差分法的GMS程序求解以上微分方程的定解問題。根據(jù)礦區(qū)的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)等特征,選擇GMS中相應(yīng)的子程序包來實現(xiàn)地下水流的模擬。

        (1)LPF-層狀特征流量程序包。該功能相當(dāng)于計算單元間滲流子程序包,它對各個模型參數(shù)作出了相應(yīng)的假定,選定該程序包可以通過參數(shù)分區(qū)方式賦值參數(shù)。

        (2)WEL1-井流子程序包(WEL)。模型約定,在每個應(yīng)力期,以指定流量從含水層抽水或向含水層注水;井流量不受井所在計算單元的大小及水頭影響;負(fù)的流量值表示抽水井,而正的流量值則表示注水井。

        (3)GHB-通用水頭子程序包。將流向通用水頭邊界的流量項加進(jìn)有限差分方程組。

        2.2.3 數(shù)值模型

        (1)空間離散[16]

        將模擬區(qū)剖分為104行,81列,共計4層,各層均采用100m×100m的剖分格式。4層有效單元格共33696個。

        (2)模擬期確定

        該次地下水?dāng)?shù)值模擬模型的模擬期為YK1第一次抽水試驗開始至最后一次抽水試驗結(jié)束水位恢復(fù)。在抽水期和水位恢復(fù)期,每小時作為一個應(yīng)力期,分層抽水的間隔時期,時間節(jié)點以小時的倍數(shù)逐步過渡增長:2h,4h,8h……共計233個應(yīng)力期。

        (3)定解條件的處理

        初始條件:由于缺乏地下水流場,加之模擬含水層為深層承壓水,循環(huán)條件差,遂根據(jù)分層抽水試驗的靜止水位分別給出統(tǒng)一水位作為每層初始流場。

        邊界條件:全部人為邊界處理為通用水頭邊界。

        2.2.4 模型擬合情況

        根據(jù)YK1鉆孔的第3~6次分層抽水試驗的情況,擬合結(jié)果如圖1~圖4所示。

        圖1 YK1第3次抽水試驗擬合圖

        圖2 YK1第4次抽水試驗擬合圖

        圖3 YK1第5次抽水試驗擬合圖

        圖4 YK1第6次抽水試驗擬合圖

        根據(jù)擬合圖看出,YK1鉆孔的第3~5次抽水試驗的擬合效果均較好,第6次抽水試驗的擬合有所偏差,分析原因是將模擬的含水層底板放低100m所致。

        2.3 礦井涌水量預(yù)測

        2.3.1 根據(jù)等效滲透系數(shù)原理合并模型為單層

        礦層含水層為濟(jì)寧群變質(zhì)巖裂隙含水層1層,根據(jù)等效滲透系數(shù)原理將原本垂向劃分為4層的模型合并為1層。

        滲流方向與層面水平時,設(shè)其平行于層面的滲透系數(shù)為KP,當(dāng)單一分層的滲透系數(shù)Ki和厚度Mi已知時,可求出KP。當(dāng)水流平行于層面時,通過層狀含水層總的單寬流量q等于各分層的單寬流量之和,總厚度M等于各分層厚度之和。對于每一分層而言,水力坡度J均為ΔH/l,因此,每一分層的流量為:

        如果用等效的均質(zhì)含水層代替層狀巖層,顯然等效層的厚度等于層狀巖層的總厚度,并且在同一水力坡度ΔH/l作用下應(yīng)當(dāng)有相同的流量q:

        由此得:

        因而求得平行于層面方向的等效滲透系數(shù)為:

        濟(jì)寧群變質(zhì)巖裂隙含水層的最終水文地質(zhì)參數(shù)分區(qū)如圖5所示。

        圖5 滲透系數(shù)分區(qū)圖

        2.3.2 涌水量預(yù)測

        (1)疏干排水量

        一般情況下,對于給定的疏干降深,可以分別求出不同的疏干流量所對應(yīng)的疏干時間,然后作出不同疏干流量的降深與時間關(guān)系曲線(圖6)和指定疏干水平的流量與時間關(guān)系曲線(圖7~圖10),據(jù)此選擇最佳的疏水量與疏干時間[17-19]。

        圖6 不同疏干流量的降深與時間關(guān)系曲線圖

        圖7 開采水平-1200m的Q-t曲線

        圖8 開采水平-1300m的Q-t曲線

        圖9 開采水平-1400m的Q-t曲線

        圖10 開采水平-1500m的Q-t曲線

        由圖7~圖10可以看出,開采水平為-1200m,-1300m,-1400m,-1500m所對應(yīng)的最佳疏干時間為20.00h,25.23h,31.70h,39.73h;疏干排水量為3250m3/d。

        (2)正常涌水量

        將疏干工作面設(shè)置為定水頭,用穩(wěn)定流場求出礦井涌水量(表2)。

        表2 正常涌水量預(yù)測

        將模型各參數(shù)分別增減10%后進(jìn)行穩(wěn)定流模型正常涌水量的預(yù)測,可以得到正常涌水量的1個區(qū)間值(表3)。

        表3 正常涌水量區(qū)間值

        (3)最大涌水量

        最大涌水量的預(yù)測考慮到礦體埋藏深度大,結(jié)合該次勘查階段的精度低于C級、高于D級,而且未做群孔抽水試驗,根據(jù)《地下水資源分類分級標(biāo)準(zhǔn)》(GB15218-94)附錄C[20],C級計算的允許誤差為±35%, D級計算的允許誤差為±50%,因此為提高安全程度,按D級允許誤差±50%計算,最大涌水量為正常涌水量的1.5倍計算,結(jié)果見表4。

        表4 礦井最大涌水量

        3 結(jié)語

        濟(jì)寧鐵礦埋藏于濟(jì)寧群變質(zhì)巖中,埋藏深度在1000m以下,該次通過數(shù)值模擬預(yù)測了-1200m,-1300m,-1400m,-1500m開采水平的正常礦坑涌水量分別為998.56m3/d,1079.27m3/d,1159.98m3/d,1240.68m3/d,但由于濟(jì)寧鐵礦賦存條件復(fù)雜,礦坑涌水量的預(yù)測較難,其預(yù)測數(shù)值與實際數(shù)值的一致性有待于進(jìn)一步探討研究。

        猜你喜歡
        模型
        一半模型
        一種去中心化的域名服務(wù)本地化模型
        適用于BDS-3 PPP的隨機(jī)模型
        提煉模型 突破難點
        函數(shù)模型及應(yīng)用
        p150Glued在帕金森病模型中的表達(dá)及分布
        函數(shù)模型及應(yīng)用
        重要模型『一線三等角』
        重尾非線性自回歸模型自加權(quán)M-估計的漸近分布
        3D打印中的模型分割與打包
        放荡的美妇在线播放| 亚洲性爱区免费视频一区| 久久亚洲一区二区三区四区五| 在线观看国产成人av天堂野外| 香港三级日本三级a视频| 精品一品国产午夜福利视频| 天天摸天天做天天爽天天舒服 | 一本久久精品久久综合| 吃奶呻吟打开双腿做受视频 | 黄页免费人成网址大全| 久久久久久夜精品精品免费啦| 精品国产乱码久久久久久1区2区| 国产美熟女乱又伦av果冻传媒| 亚洲全国最大的人成网站| 亚洲中文字幕人妻av在线| 亚洲人成网站18禁止久久影院| 欧美一区二区午夜福利在线yw| 黄色大片国产精品久久| 欧美xxxxx高潮喷水麻豆| 免费a级毛片无码无遮挡| 亚洲 暴爽 AV人人爽日日碰| 亚洲精彩av大片在线观看 | 伊人久久久精品区aaa片| 亚洲欧洲精品成人久久曰影片| 内射中出后入内射极品女神视频| 曰批免费视频播放免费| 成人激情五月天| 国产片三级视频播放| 五月开心六月开心婷婷网| 久久久久久九九99精品| 欧美日韩精品乱国产538| 狼人狠狠干首页综合网| 日韩经典午夜福利发布| 内射精品无码中文字幕| 亚洲AV秘 无套一区二区三区| 蜜桃免费一区二区三区| 亚洲精品无amm毛片| 亚洲熟妇乱子伦在线| 亚洲成在人线天堂网站| 女人被狂躁c到高潮视频| 正在播放亚洲一区|