龙湖煤矿矿井水水源识别与水害危险性评价

作     者：李斐 

作者单位：辽宁工程技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈建平;张艳飞

授予年度：2022年

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

主      题：水源识别 同位素 数值模拟 综合权重 危险性评价 龙湖煤矿 

摘      要：矿井水害一直是威胁煤炭安全开采的主要灾害之一,在煤层开采过程中水害的潜在威胁程度要远远大于其它灾害。龙湖煤矿断层构造较发育,浅部采空区较多,在天然裂缝、断层以及人类采掘活动的影响下导水裂隙易发育成良好的通道导通采空积水区或其他水体,严重影响矿井的安全生产,为保障矿井的安全开采,对龙湖煤矿进行矿井水水源识别和水害危险性预测评价对实际生产具有非常重要的意义和价值。论文结合研究区地质、水文地质资料,对研究区不同层位、采空区、井底水仓以及出水隐患点水的水化学和同位素特征进行了分析。利用变异系数法、Piper三线图法得到研究区水化学组分变异系数大部分在0.5以上,水体受水-岩作用、蒸腾、蒸发作用以及人类活动等因素影响较大;TDS与Na+K、Ca、Mg、HCO表现出较强的相关性,在70%以上,含量变化是由于补给过程中水-岩作用溶解岩盐矿物以及离子入渗迁移所致。通过同位素D、C、C、O差异性与水化学特征分析,识别出煤系水、水仓水以及含水层水来源以地下水为主,大气降水和地表水为辅。通过模拟预测得知强降雨后河水位上升,降雨入渗补给占总补给量的39.22%,龙湖河补给占总补给量的60.78%,强降雨后龙湖河补给矿区水量要大于降雨入渗补给量,矿区南部、东南部以及东部浅层水位明显上升,深层水位只有东南部略微增加,降雨对浅层地下水有一定影响,对深层水位影响很小。综合确定影响矿区水害危险性的五个主控因素:断层复杂程度、含水层富水性、隔水层厚度、煤层厚度以及降雨;运用模糊层次分析法和熵权法确定各影响因素综合权重,构建水害危险性评价模型并进行评价,将其划分为安全区、较安全区、过渡区、较危险区以及危险区五个区域,根据危险性分区图可知水害危险性由北向南呈现逐渐增大的趋势,危险区和较危险区主要分布在中部以南,过渡区分布面积相对较大,主要分布在中部以西,较安全区大多分布在中部以北,西北部、北部以及东北部区域危险性最低。该论文有图60幅,表28个,参考文献72篇。