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摘要：中关铁矿床赋存于闪长岩与奥陶系中统石灰岩接触带,矿体埋藏深,水文地质条件复杂。为保护地下水资源,合理开发矿产资源,河北钢铁集团矿业有限公司决定在中关铁矿采取全封闭的帷幕注浆堵截地下水。帷幕形成以后,在帷幕区域内外产生较大的水力梯度,加之帷幕区域内部一直进行开采活动,使矿床越来越靠近帷幕,高水压及开采活动势必对帷幕区域的稳定性产生影响。为此,本论文对采动条件下帷幕和开采区的渗流应力场分布和稳定性进行了数值计算浅析。探讨内容主要有以下几个方面：(1)全面掌握中关铁矿注浆堵水帷幕区域水文地质条件、堵水帷幕的施工工艺以及岩石物理力学性质参数,用AutoCAD建立了矿区的三维地质模型,并将其经由3DMAX导入到中视典虚拟现实系统中,实现漫游功能和矿体的消隐；(2)将三维地质模型简化为可供数值计算的力学模型,解决了该软件建立复杂模型困难的不足。导入到有限元浅析软件COMSOL中,对堵水帷幕区域内的应力分布进行了数值模拟计算,划分出应力扰动严重区和显著区,为矿山建设提供参考；(3)结合数值浅析结果和现场资料,提出了监测矿区水位的五孔监测案例,浅析了数值法预测涌水量的优异性,并用数值法预测了矿坑的涌水量。关键词：注浆堵水帷幕论文三维建模论文流固耦合论文数值模拟论文涌水量计算论文
摘要5-6
Abstract6-10
第1章 绪论10-18
1.1 探讨不足的提出10-11
1.2 探讨近况11-15
1.2.1 涌水量计算策略11-13
1.2.2 流固耦合论述13-15
1.3 本论文的探讨内容和主要策略15-18
第2章 矿区地质采矿条件18-26
2.1 矿区概况18-19
2.2 工程地质水文地质条件19-21
2.3 采矿条件21-23
2.4 帷幕工程23
2.5 首采区疏干工程23-26
第3章 三维地质建模26-34
3.1 AutoCAD建立模型27-29
3.2 系统介绍29-34
第4章 帷幕渗流应力场计算与浅析34-58
4.1 渗流基本概念34-37
4.1.1 Darcy定律34-35
4.1.2 渗流连续方程35-37
4.2 渗流应力耦合论述方程37-40
4.2.1 应力场作用下的渗流微分方程37-38
4.2.2 渗流场作用下的平衡微分方程38-40
4.3 模型建立40-43
4.4 计算结果浅析43-58
4.4.1 工况143-44
4.4.2 工况244-47
4.4.3 工况347-58
第5章 首采矿段突水监测及涌水量预测58-68
5.1 水文监测孔位置选择58-61
5.1.1 监测孔Ⅰ58-60
5.1.2 监测孔Ⅱ60-61
5.2 水位监测孔案例61-63
5.2.1 监测孔Ⅳ61
5.2.2 监测孔Ⅳ61-62
5.2.3 监测孔Ⅴ62-63
5.3 涌水量预测63-68
第6章 结论与展望68-70
6.1 本论文的结论68
6.2 今后的工作与展望68-70