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《中南大学》 2009年
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典型矿山地下水防治与资源化调控及工程应用研究

邓红卫  
【摘要】: 地下水资源通常是与矿床耦合在一起,因此,在矿产资源的开发过程中,研究如何解决水资源的最佳开发、治理、保护、利用,使其在促进生态环境与社会经济协调良性发展中发挥最大的经济效益,已经变得非常重要和迫切。本文基于多个典型矿山地下水防治与资源化调控工程实践基础之上,着眼于“节能减排、和谐矿山”的防治水模式,采用灾害链与孕源断链减灾理论、岩体渗流理论、水文地球化学、计算机数值模拟等方法建立了金属矿山水害灾害链模型与水害孕源断链减灾模型、因水害引起的塌陷次生灾害的灾害链模型,地下水配置模型;揭示了引起金属矿水害内源的三个基本条件和外源的诱发条件以及岩溶致塌机理,分析了塌陷孕源断链减灾途径与地下水资源的承载力;开发了塌陷次生灾害注浆处治断链减灾防治水技术、地下水环境恢复与再造防治水技术、改良内源的防治水技术,地下水资源配置与调控技术,并把研究成果应用于工程实际,取得了实效。具体研究内容如下: (1)矿井水害灾害链结构与孕源断链减灾技术研究。应用灾害链理论,构建矿山水害灾害链;通过对灾害链源头特性的辨识,根据孕源断链减灾理论,建立水害孕源断链减灾模型,寻求最优的断链减灾途径,为防治水技术方案的制订提供依据。在分析某矿地面塌陷分布规律与塌陷活动规律的基础上,构建塌陷灾害链,开发出塌陷次生灾害治理的孕源断链防治水技术,通过工程实例应用,验证了其良好的防治效果。 (2)基于岩体渗流理论,进行采掘扰动对地下水渗流环境的动力效应理论分析。在分析研究采动条件下顶板应力、应变的特征基础上,对采动与地下水渗流场的耦合效应进行研究。引入biot经典渗流耦合理论,分析研究了采动对地下水渗流场的改造,针对性地推导出位移特征量的计算公式,为地下水环境修复提供理论支持。 (3)提出并实施“地下水环境恢复与再造的防治水技术”。以凡口矿、业庄铁矿、三山岛金矿、金翅岭金矿、望儿山金矿为例,通过对各矿地下水渗流场的数值模拟与边界条件概化,综合运用岩石力学理论、岩体扰动渗流理论推导相关的应力、应变方程、渗流方程,通过计算机数值模拟,确定了地下水环境恢复与再造技术的对应参数,并指导现场试验与工程实施,综合评价均取得显著效果。 (4)地下水资源配置与调控技术研究。引入力学中的承载力概念,理论分析地下水资源承载力,分析表征地下水资源系统的特征值及其属性;利用水文地球化学原理与计算机模拟技术,对三山岛金矿坑水进行预测与分类,计算出该矿地下水资源的风险特征值;基于权值配置地下水资源配置模型,建立了云锡老厂矿区地下水资源配置模型,规划出该矿具体的地下水调控措施。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TD745

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 唐明云;施安峰;贾江涛;吴斌;王晓宏;;考虑轻油组分的SAGD过程热采稠油数值研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
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6 刘华林;熊伟;高树生;;矩形五点井网稳定注采压力系统的建立[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 徐小峰;面向船舶制造协同物流网络的资源优化研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 曹静;区域产学研结合技术创新体系研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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7 赵洪涛;甘肃中南部滑坡、泥石流灾害机制及防灾可持续发展研究[D];兰州大学;2010年
8 朱春林;滇中红层地下水富集规律及开发利用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
9 齐云阶;水平井采油举升方法及其应用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 乐志军;新朝川矿矿井水分布规律研究与防治对策[D];河南理工大学;2010年
2 王永周;李子垭井田瓦斯赋存规律与突出预测[D];河南理工大学;2010年
3 刘炎昊;高煤级煤储层条件下的气体运移机理[D];河南理工大学;2010年
4 王瑞华;李粮店煤矿水文地质特征研究[D];河南理工大学;2010年
5 孟凡茂;煤矿主通风巷道中抑制瓦斯爆炸的细水雾两相流场数值分析[D];河南理工大学;2010年
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7 黄春光;大倾角“三软”不稳定厚煤层放顶煤开采矿压规律研究[D];河南理工大学;2010年
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10 张彦奇;超细水泥渗透特性微观试验研究及理论分析[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 李华;吴俊俊;李长发;徐恒力;;河南省汛期地质灾害预警的BP神经网络模型及应用[J];安全与环境学报;2010年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 邹艳红;矿山地测数据集成与三维立体定量可视化预测研究[D];中南大学;2005年
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6 陈庆发;隐患资源开采与采空区治理协同研究[D];中南大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王亮;大水金属矿床井下近矿体帷幕注浆堵水技术研究[D];长沙矿山研究院;2011年
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5 刘晓明;基于实测的采空区三维建模及其衍生技术的研究与应用[D];中南大学;2007年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 杨彪;罗周全;王益伟;谢乘煜;;基于Visual Modflow的矿山地下水流场分析及预测[J];矿冶工程;2013年04期
2 施龙青;刘磊;范伟;石宁;孙红华;代国标;邢同菊;;滕南矿区矿井水灾害链及断链减灾研究[J];煤矿安全;2014年02期
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 郑毅;铅锌矿采选对地下水环境的影响研究[D];内蒙古大学;2012年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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7 洪振杰;群体和多目标决策的理论、方法及大气传播研究[D];上海大学;2005年
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9 朱春龙;城市水环境系统控制决策支持技术研究[D];河海大学;2005年
10 程朋根;地矿三维空间数据模型及相关算法研究[D];武汉大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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4 廖新玉;西安市规划用地档案管理GIS系统的应用开发与研究[D];长安大学;2003年
5 张恒;孤岛工作面覆岩运动破坏规律研究[D];山东科技大学;2004年
6 梁宁慧;渗流对卸荷岩质边坡稳定性影响的研究[D];重庆大学;2005年
7 陈小峰;基于广义CRM煤矿水灾害救治系统研究[D];天津大学;2004年
8 张剑飞;基于GIS的桂阳路公路信息管理系统的设计与实现[D];东北林业大学;2006年
9 郭欣;铜川矿区矿井水处理回用技术研究[D];西安科技大学;2006年
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