五沟煤矿太原组灰岩上段富水性特征及矿井涌水水源判别研究

摘要

本文对五沟矿井的含水层系统，尤其是突水危险性较高的太原组石灰岩含水层（以下简称“太灰”）进行了分析。文章内容主要分析了地面抽水及井下放水资料，各含水层水样的矿化度、离子成分、硬度等指标，太灰水样的碳酸盐岩溶沉情况，最后利用模糊理论及贝叶斯多类线性判别理论对矿区涌水水源进行了判别研究等。
　　 各含水层水文观测孔水位显示奥陶系灰岩水对太原组灰岩水具有一定的越流补给，但强度不大。根据地面太灰抽水试验单位涌水量q的数值，同时依照《煤矿防治水规定》中的分级标准，将太灰上段划分为弱～中等富水性岩溶裂隙含水层;q值的悬殊，表明太灰上段具有富水性非均一性及岩溶发育程度随垂深而减弱的特点。
　　 矿区地下水组成复杂，地下水在纵向上具有深度越大，含盐量、硬度越高的基本特征，说明地下水径流条件随深度逐渐变差，水交替缓慢。通过对各含水层水质间不同指标的比较，建立了涌水水源的判别模型。
　　 溶解氧含量越大，一般含水层富水性越好。五沟灰岩水样中溶解氧含量均不高，说明地下水径流条件较差。碳酸盐矿物的溶沉判别研究说明太灰水中CaSO4不饱和，而碳酸盐岩大都处在沉淀的状态。
　　 通过模糊评判和贝叶斯多类线性判别对五沟突水水源进行判别，结果表明两种方法对水样的正确判断率都较高，对矿井安全生产比较关心的太灰水样均能较好地判别。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 课题研究目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究内容、方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

1．4 主要完成工作量

2 矿井地质及水文地质

2．1 矿井位置、交通及自然地理

2．2 地层及煤层

2．2．1 地层

2．2．2 煤层

2．3 区域及矿井构造

2．3．1 区域构造

2．3．2 矿井构造

2．4 区域水文地质

2．4．1 区域水文地质概况

2．4．2 区域矿井水文地质特征

2．5 矿井水文地质

2．5．1 矿井水文地质条件

2．5．2 矿井充水因素分析

3 灰岩岩溶发育特征

3．1 勘探钻孔所揭露太原组灰岩的特征

3．2 井田灰岩岩溶发育类型的初步分析与认识

3．2．1 钻孔揭露灰岩岩溶发育描述

3．2．2 岩溶发育类型的初步认识

3．3 钻孔揭露陷落柱记录综述

4 灰岩富水性特征

4．1 五沟矿太灰含水层水文地质单元边界条件

4．2 含水层地下水位动态及太灰流场特征

4．2．1 含水层水位动态

4．2．2 太灰水流场特征

4．3 灰岩富水性特征

4．3．1 地面钻孔抽水试验显示灰岩富水性特征

4．3．2 井下探放水孔显示灰岩富水性特征

5 井田水文地球化学特征

5．1 井田水化学特征

5．1．1 水质变化规律

5．2 涌水水源判别模型

5．3 地下水的溶解氧

5．4 岩溶水化学成分研究与应用

5．4．1 碳酸盐矿物的溶沉判别

5．4．2 计算结果分析

6 五沟煤矿突水水源判别研究

6．1 水源判别模糊评判

6．1．1 模糊判别原理

6．1．2 数学模型

6．1．3 模糊识别模式在五沟煤矿水源判别中的应用

6．2 Bayes多类线性判别模型

6．2．1 Bayes多类线性判别原理

6．2．2 Bayes多类线性判别模型

6．2．3 Bayes多类线性判别的应用

7 结论

7．1 结论

7．2 问题与不足

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果