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基于Visual Modflow 的露天矿山地下水污染组分模拟预测发布时间：2021-04-27T08:19:12.648Z 来源：《防护工程》2021年3期作者：蒋学敏1 穆伟2 [导读] 内蒙古某露天矿山选矿所产生的大量废水通过下渗污染地下水，对以此为饮水源的居民产生影响[2]。
——以内蒙古某露天矿山为例1.天津地热勘查开发设计院天津 300250；2.天津恒德建设工程技术有限公司天津 300250摘要：矿山在开发过程中，选矿所的产生废水通过不同途径进入含水层，污染地下水[1]。
本次以内蒙古某露天矿山为例，运用Visual Modflow 4.2软件，选取特征污染物，通过MT3D模块对地下水污染组分进行模拟预测，评价矿山运行是否对下游居民用水造成影响。
通过模拟预测，提出矿山开发过程中保护地下水的有效措施，对矿山开采具有一定的参考意义。
关键字：地下水、Visual Modflow、数值模拟、溶质运移内蒙古某露天矿山选矿所产生的大量废水通过下渗污染地下水，对以此为饮水源的居民产生影响[2]。
本次模拟运用Visual Modflow 4.2软件构建地下水溶质运移模型，对地下水污染组分进行模拟预测，评价矿山开采是否对居民饮水造成影响。
1 工程概况该矿山以露天开采方式，开采铜钼矿。
研究区包括露天采场、排土场、尾矿库、居民区。
其中，尾矿库、居民区是本次研究的重点。
尾矿库底部未做防渗处理，采用坝前回水工艺将回收尾水，坝基采用帷幕灌浆方式，防止侧向渗漏。
尾矿库下游为居民区。
2 研究区地质条件和水文地质条件研究区揭露地层由老到新依次为上古生界石炭系、中生界侏罗系、第四系全新统。
地下水含水系统自上而下可分为三个含水层。
2.1第四系砂砾石孔隙含水层该含水层呈窄条带状分布，岩性由砂砾石、亚粘土组成，富水性弱，无法形成具有供水意义的供水岩层。
2.2泥盆系中统乌努尔组灰岩裂隙水含水层该含水层分布在研究区南部。
岩性以灰岩为主，含水层厚度20~30m，与露天采坑无水力联系。
摘要针对矿区开采造成的沉陷及其诱发的自然地质灾害，沉陷监测工作显得尤为重要，从监测数据的处理分析中，我们可以获取该地区可能会发生的灾害或破坏，为地表的人、物安全提供灾害预报。
本文分析了目前常用的开采沉陷预计方法、不同预计方法的优缺点和适用情况。
在此基础上，选择目前使用较为广泛的基于概率积分法原理的预计方法，开展一个矿井的沉陷预计工作，根据预计结果分析这样的沉陷将给地表建筑物和构筑物造成的破坏，破坏是否会带来矿区人民生命和财产的危害。
最后对使用概率积分法进行的开采沉陷预计产生误差的原因进行了分析，并提出相应的处理措施，对提高开采沉陷预计的精度有一定的借鉴意义。
关键字：矿区开采沉陷预计ABSTRACTAccording to the subsidence caused by mining induced geological disasters and natural, subsidence monitoring work appears especially important, from monitoring data processing analysis, we can obtain the region may happen for the disaster or destroy, the person, content security surface provide disaster prediction. This paper analyzed the common subsidence prediction method, the advantages and disadvantages of different methods and apply is expected. On this basis, choose a wide range of currently using the principle based on probability integral method of the expected method, the subsidence is expected to begin a mine mining job, get the first panel on the surface subsidence curve, coal and coal seam of isoline map of surface subsidence, according to analysis of the results of such subsidence will give surface buildings and structures, whether the damage caused by mining damage will bring the people's lives and property damage. Finally an error of subsidence prediction, this paper analyses the reasons and puts forward the corresponding measures to improve subsidence prediction accuracy is a certain significance.Keyword：Mining Area Mined Subsidence prediction目录1 引言 (1)1.1 选题的意义和实用价值 (1)1.2 国内外开采沉陷学的发展历史及取得的成就 (1)1.2.1 国外的研究现状 (1)1.2.2 国内研究现状 (2)1.3 现代的开采沉陷预计体系介绍 (9)1.3.1 现代开采沉陷预测方法简介 (9)1.3.2 概率积分法 (9)1.3.3 典型曲线法 (10)1.3.4 剖面函数法 (10)1.3.5 数值计算法 (11)1.3.6 相似材料模拟方法 (12)1.3.7 人工神经网络预测法 (12)1.3.8 灰色系统理论法 (12)1.3.9 时序预计法 (13)2 基于概率积分法的开采沉陷预计 (14)2.1 概率积分法的原理简介 (14)2.1.1 走向主断面上充分采动、半无限开采时预计公式 (14)2.1.2 非充分采动时预计公式 (15)2.1.3 充分采动时，地表移动变形最大值计算公式 (15)2.2 利用概率积分法对一个煤矿开采沉陷进行预测 (16)2.2.1 矿井开拓概况 (16)2.2.2 地表移动变形预测基本参数选取 (16)2.2.3 地表移动变形预计 (17)3 对于提高概率积分法预计精度的方法探究 (20)3.1 现行概率积分法基本参数的确定 (20)3.1.1 下沉系数 (20)3.1.2 主要影响半径r (20)3.1.3 水平移动系数b (20)3.1.4 开采影响传播角θ (20)3.2 存在的缺陷 (21)3.3 数学回归分析的对象 (21)3.3.1 回归分析的对象 (21)3.3.2 回归分析的样本 (22)3.3.3 各参数影响因素的选取原则 (22)3.4 回归分析的步骤 (22)3.4.1 影响因素选取 (22)3.4.2 筛选完全样本 (22)3.4.3 散点图分析 (22)3.4.4 选择合适的回归模型 (23)3.4.5 回归分析(优中取优) (23)3.4.6 确定回归模型并进行误差验证 (23)3.5 概率积分参数的回归分析 (23)3.5.1 最大下沉值W (23)cm3.5.2 最大水平移动值U (24)cm3.5.3 影响半径r (24)3.5.4 开采影响传播角θ (24)3.6 误差分析 (25)3.7 改进预计方法 (25)4 地表沉陷对地表的影响及对地下水的破坏分析 (26)4.1 对建筑物的影响 (26)4.2 对土地、农田、植被及道路的影响 (26)4.3 对地下水的影响 (26)5 结论 (27)6 致谢 (28)参考文献 (29)1 引言1.1 选题的意义和实用价值地下有用矿物采出后，开采区周围岩土体的应力平衡状态遭到破坏，应力重新分布，达到新的平衡。
矿区开采沉陷预计的Geomagic法孟万利;蔡来良;杨望山;王姗姗【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2017(000)001【摘要】利用三维激光扫描技术监测矿区开采沉陷,效率较高,但观测点云数量大、处理困难,目前缺乏成熟的软件进行矿区点云数据分析.为有效处理沉陷区的点云数据并实现沉陷区3D比较、剖面分析和开采沉陷预计参数求取,提出了一种矿区开采沉陷预计的Geomagic法.以某矿为例,首先利用Geomagic Studio软件建立了矿区数字地面模型(Digital terrain model,DTM);其次研究了开采沉陷发生前后的矿区数字地面模型3D对比方法,利用GeomagicQulify软件分析得到沉陷区地表下沉三维视图;然后对地表下沉三维视图进行了剖面分析,提取走向方向与倾向方向的剖面点下沉值;最后利用剖面点下沉值求取了开采沉陷预计参数,并计算了剖面点的下沉预计值,将下沉预计值与提取的下沉值进行了对比分析,可知下沉拟合准确度达到92％,表明计算出的开采沉陷预计参数具有较高的精度,对于进一步推动三维激光扫描技术在矿区开采沉陷监测预计方面的应用有一定的参考价值.【总页数】6页(P126-131)【作者】孟万利;蔡来良;杨望山;王姗姗【作者单位】河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南焦作454000;河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南焦作454000;河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南焦作454000;河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TD325【相关文献】1.江西盘古山钨矿区开采沉陷预计的GA-SVA算法 [J], 陈慧;韩恒梅2.矿区开采沉陷预计的改进BP神经网络模型 [J], 陈海燕;戎晓力;林阳3.基于C#语言和VS2010平台的矿区开采沉陷预计系统开发 [J], 刘磊4.基于InSAR技术和GS-SVR算法的r矿区地表开采沉陷预计 [J], 马飞;隋立春;姚顽强;汤伏全5.重庆市矿区开采沉陷预计参数类比分析研究 [J], 王启春;李建;郭广礼因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
开采沉陷预计方法概述摘要：本文主要介绍了当前使用的开采沉陷预计方法（基于实测资料的经验方法、影响函数法和理论模拟法）的原理、特点及应用情况，并简要介绍了开采沉陷预计的发展趋势，相信会对开采沉陷工作具有一定的帮助意义。
关键词：开采沉陷；预计方法；概率积分法；理论模拟法1 引言开采沉陷预计是矿山开采沉陷的核心内容之一，它对开采沉陷的理论研究和生产实践都有重要意义[1]。
由于采矿引起的地面沉陷损坏地面建筑、公路、铁路等，不但给人民生活带来了威胁，而且破坏环境。
开采沉陷的预计，对建筑物和生态环境的保护有重要意义。
因此，有必要对开采沉陷预计方法进行探讨，以指导矿山的开采。
开采沉陷预计方法很多，按建立预计方法的途径可分可分为三类：基于实测资料的经验方法、影响函数法和理论模拟法[2-4]。
2 开采沉陷方法简介基于实测资料的经验方法是通过对大量的已知开采沉陷实测资料进行数据处理，确定开采沉陷中各种移动变形值的函数形式和计算预计参数的经验公式。
这种方法在预测时，首先根据开采的地质条件，确定经验公式中的预计参数，再代入公式确定预计函数进而求出移动和变形值。
这种方法是当前最为可靠的一种预测方法，常见的经验方法有：典型曲线法和剖面函数法等。
理论模拟法把岩体抽象为某个数学的、力学或数学-力学的理论模型，按照这个模型计算受开采影响岩体产生的移动、变形和应力的分布情况。
如认为岩层和地表是一种连续的介质，则此模型属于连续介质模型；否则，就属于非连续介质模型。
此法所用的函数一般均由理论研究得出，所用的参数常用实验室试验或理论推导求得，一般与现场实测资料没有直接关系，常用的理论模型法主要有连续介质力学法等。
影响函数法是介于经验方法和理论模型方法之间的一种方法，它的实质是根据理论研究或其他方法确定微小单元开采对岩层或地表的影响（以影响函数表示），把整个开采对岩层和地表的影响看作采区内所有微小单元开采影响的总和，并据此计算整个开采引起的岩层和地表的移动和变形，目前此方法中所用的参数根据实测资料获得。
矿山开采沉陷预计空间插值方法分析研究王琦;季民;曹品廉;孙勇【摘要】文章首先对GIS中5种常用的空间插值方法原理进行了详细阐述,采用交叉验证法来对比分析不同插值方法的精度.应用反距离权重法、克里金法、自然邻域法、样条函数法、趋势面法5种常用的空间插值方法对兖矿集团济三煤矿1308工作面开采沉陷预计数据进行插值,对比分析了各种插值方法的精度,并对插值的误差影响因素进行了实验分析.结果表明:5种常用的空间插值方法中,克里金插值和样条函数插值精度最高,自然邻域插值和反距离权重插值精度居中,趋势面插值精度最低;对插值结果造成影响的因素与沉陷预计点的数量和密度有关,沉陷预计点的密度越大、数量越多,空间插值结果的精度就越高.研究成果可为矿山开采沉陷预计插值方法的选取提供借鉴.【期刊名称】《北京测绘》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】5页(P1-5)【关键词】矿山开采沉陷预计;空间插值;交叉验证法;插值误差【作者】王琦;季民;曹品廉;孙勇【作者单位】山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590;山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590;山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590;山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590【正文语种】中文【中图分类】P258随着我国经济的不断发展，国家对煤炭的需求量也日益增加，我国各大矿区对煤炭的不断开采，导致了地表沉陷问题日益严重。
因此，在煤炭开采的过程中对地表沉陷的影响进行有效预计，已成为矿区生产工作中非常重要的环节，对减少地表构筑物和生活设施的破坏以及为开采生产提供数据依据具有重要意义。
根据矿区工作面的沉陷预计点数据进行插值生成空间域内的沉陷预计结果以提高空间分辨率，是矿山开采沉陷预计的基本工作。
随着GIS技术的发展和普及，一些GIS中的空间插值方法也被应用于矿山开采沉陷预计工作中。
GIS中有丰富的插值方法，可快速获得插值结果，但是不同的插值方法的原理不同，所得到的结果也不同。
基于IAEFA-SVR模型的开采沉陷区残余变形预测研究随着经济的发展和城市化进程的加速，开采沉陷区的问题日益突出。
开采沉陷区的残余变形预测对于地质灾害防治和工程建设具有重要意义。
本文基于IAEFA-SVR模型，对开采沉陷区的残余变形进行预测研究。
首先，文章介绍了开采沉陷区的背景和意义。
随着能源需求的不断增长，开采沉陷区的规模和影响范围也在不断扩大。
开采沉陷区的残余变形是指在采矿活动结束后，地下矿井的塌陷和地表的沉陷所引起的地表变形。
这种变形会对周边的建筑、交通和地下管线等设施造成严重的影响，因此预测开采沉陷区的残余变形对于保障城市的安全稳定至关重要。
接着，文章详细介绍了IAEFA-SVR模型。
IAEFA-SVR模型是一种基于人工智能和支持向量回归的预测模型。
该模型通过对历史数据的学习和分析，建立了地质、地球物理和工程参数与残余变形之间的关系模型。
通过该模型可以对开采沉陷区的残余变形进行准确的预测。
然后，文章对基于IAEFA-SVR模型的开采沉陷区残余变形预测进行了实证研究。
选取了某开采沉陷区的实测数据作为训练集，通过IAEFA-SVR模型进行训练和预测。
结果表明，该模型能够较为准确地预测开采沉陷区的残余变形，并且具有较高的预测精度和稳定性。
最后，文章总结了基于IAEFA-SVR模型的开采沉陷区残余变形预测研究的主要成果和意义。
该研究通过建立IAEFA-SVR 模型，提供了一种可行的方法来预测开采沉陷区的残余变形。
这对于指导工程建设和地质灾害防治具有重要意义，可以为相关部门提供科学决策依据。
综上所述，本文基于IAEFA-SVR模型对开采沉陷区的残余变形进行了预测研究。
通过实证研究，验证了该模型的有效性和可行性。
相信这项研究成果对于开采沉陷区的管理和治理具有重要的指导意义，将为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
