压水试验水文地质论文提纲

论文题目：矿山帷幕注浆防治水工程质量评价方法研究

摘要：随着国民经济飞速增长,矿产资源的开发逐渐向深部发展,施工过程中遇到越来越多的难题,因此以堵水或加固为目的的地下工程帷幕注浆技术得到广泛应用。我国大多数富水岩溶矿床的安全开采,均在一定程度上运用了帷幕注浆技术来进行地下涌水的封堵。但帷幕注浆工程属于相当规范的地下隐蔽工程,帷幕质量的好坏不容易评定,其注浆效果评价在国内外至今没有可遵守的统一规范或标准。论文以大冶市鲤泥湖矿区帷幕注浆工程为研究背景,针对帷幕注浆防治水工程质量评价中单因素评价或多因素混合评价缺乏定量评判标准的现状,拟采用资料分析法、检查孔检查法、CT探测法、抽水试验法以及地下水模拟法等方法对矿区帷幕注浆工程质量进行单独评价。并结合模糊数学理论,利用模糊综合评价法建立符合矿区特征的综合评价体系,对矿区帷幕质量进行系统综合的评判。本文主要研究内容与成果如下:（1）帷幕注浆质量定性评价。以大冶市鲤泥湖矿区帷幕幕址勘察、设计、施工资料及相关施工记录为基础,分别采用注浆资料分析法、检查孔检查法和CT层析成像技术对帷幕设计参数、注浆浆液材料、各序次钻孔透水率及吸浆量变化情况、检查孔压水试验、浆岩结石体抗压强度试验以及帷幕岩溶裂隙充填状况与工程施工过程记录,进行核查、检验、测试与统计分析。分析结果表明:1)随着钻孔序次的增加,序次钻孔平均透水率从Ⅰ序孔的4.820 lu降低到Ⅲ序孔的1.170 lu,单位注浆量从Ⅰ序孔的11.940 m~3/m,降低到Ⅲ序孔的2.937 m~3/m;2)根据检查孔数量布设原则,针对工程实际布设4个检查孔,检查孔的平均透水率为0.316 lu,较之相邻钻孔注浆前的平均透水率3.071 lu减少90%;3)根据岩芯室内抗压强度试验,检查孔钻孔取芯后浆岩结石体的抗压强度分布在20-60MPa之间,结石体强度高,满足幕墙抗压强度要求;4)经CT电磁波扫描探测,注浆浆液充填后原有的溶洞发育或岩体破碎段封闭完好,不存在大的渗水通道等现象。以上各项指标均符合设计要求与相关工程质量验收标准,可初步判定鲤泥湖矿区帷幕注浆工程质量属优良。（2）地下水数值模拟。在深入分析矿区地下水流动系统及水文地质条件的基础上,对区域内的水文地质条件进行概化,确定模型的模拟范围和边界条件、含水层结构性质、地下水系统的源汇项以及相应含水层的水文地质参数。利用Visual Modflow三维可视化地下水数值模拟软件构建符合矿区实际的三维各向同性非稳定流数值模型,利用实际观测孔水位资料进行模拟拟合,实现了对所建数值模型的校正。并利用校正后的模型对帷幕注浆后-125m、-165m、-205m水平进行定水头疏干分析,预测-125m、-165m、-205m不同水平矿区涌水量及地下水流场变化情况。（3）稳定流抽水试验。根据矿山生产实际状况及所设定的抽水设备能力,设计利用既有主井进行-60m、-130m和-200m三阶段降深的单孔抽水、多观测孔水文变化的稳定流抽水试验。联系单井抽水多观察孔水位波动计算公式求解注浆后复合岩体的等效渗透系数,采取“大井法”对矿井-125m、-165m、-205m涌水量进行预估,计算结果表明帷幕完工后矿区涌水量显著削减,此中-165m堵水率达71.46%,-205m处堵水率达77.44%,皆满足帷幕设计堵水率达70%的要求。（4）帷幕注浆质量模糊综合评价。根据大冶市鲤泥湖矿区工程实际生产情况,剖析并确定了影响工程帷幕注浆效果的主要因素及次要因素,利用层次分析法,创建以帷幕设计、注浆材料、钻孔压水试验、钻孔注浆量、检查孔压水试验、结石体质量、裂隙充填情况、抽水量时程曲线、观测孔降深时程曲线、涌水量预测、地下水流场预测为注浆效果评价的指标体系。随后对各评价因子进行量化,参考工程质量评定标准,划分了优良、合格、不合格三个反映注浆效果的评价等级标准。并确定了相应的隶属度及权重指标,采用构建的模糊综合评价模型对鲤泥湖矿区帷幕注浆工程质量效果进行综合评价。经计算,由最大隶属度原则可知,帷幕堵水率达70%以上,符合帷幕设计要求,帷幕质量等级属优良,与迄今为止的运营情况相符。

关键词：地下矿山;防治水工程;帷幕注浆;质量评估;数值模拟;模糊综合评价

学科专业：建筑与土木工程（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 选题背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 帷幕注浆工程研究现状

1.2.2 地下水动力学数值模拟研究现状

1.2.3 帷幕注浆质量评估研究现状

1.3 主要研究内容及技术路线

第2章 矿山简况

2.1 自然地理条件

2.2 矿区水文地质条件

2.3 矿区岩溶发育特征

2.4 帷幕注浆设计及施工概况

2.4.1 帷幕幕址选择及型式

2.4.2 帷幕设计基本参数

2.4.3 帷幕注浆浆液及配比

2.4.4 帷幕注浆工艺及参数

2.4.5 特殊情况下的注浆措施

第3章 帷幕注浆质量定性评价

3.1 评价法特点分析

3.2 注浆资料分析法

3.2.1 帷幕设计参数分析

3.2.2 注浆材料分析

3.2.3 钻孔压水试验成果分析

3.2.4 钻孔注浆量分析

3.3 检查孔检查法

3.3.1 检查孔压水试验分析

3.3.2 浆岩结石体物理力学性能分析

3.4 CT检测法

3.4.1 CT检测法原理

3.4.2 工作参数及仪器设备

3.4.3 成果分析

3.5 小结

第4章 稳定流抽水试验

4.1 抽水试验目的

4.2 抽水试验分类

4.3 试验方案设计

4.3.1 试验目的

4.3.2 试验方法及试验要求

4.3.3 试验过程

4.4 试验成果记录

4.5 试验结果分析及效果评价

4.6 涌水量预测

4.7 小结

第5章 地下水数值模拟

5.1 VISUAL MODFLOW软件简介

5.2 水文地质概念模型

5.2.1 模型范围和边界条件

5.2.2 水文地质结构模型

5.2.3 水文地质参数

5.2.4 源汇项处理

5.3 三维地下水流数学模型

5.4 数值模型建立

5.4.1 模型空间结构

5.4.2 水文地质参数输入

5.5 模型的识别校正

5.6 涌水量预测

5.7 小结

第6章 帷幕注浆质量的模糊综合评价

6.1 模糊数学基本理论

6.2 注浆效果评价数学模型

6.2.1 评价因子的选择及量化

6.2.2 隶属度确定

6.2.3 权重确定方法

6.3 模糊综合评价结果分析

6.3.1 一二级指标权重计算

6.3.2 效果评价模型的建立

6.4 小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢