大水矿山地下水致灾机理及防治研究.pdf

中图分类号 里3 窆 U D C6 2 0 博士学位论文 学校代码 1 0 5 3 3 密级坌珏 大水矿山地下水致灾机理及防治研究 R e s e a r c ho nD i s a s t e rM e c h a n i s m p r e v e n t i o na n dc o n t r o l I n d u c e db yG r o u n d w a t e ri nt h eG r o u n d w a t e rA b u n d a n tM i n e s 作者姓名 学科专业 研究方向 学院 系、所 指导教师 王益伟 安全技术及工程 矿山水害防治 资源与安全工程学院 罗周全 论文答辩日期2 1 丝五之Q答辩委员会主 中南大学 二。一四年四月 万方数据 学位论文原创性声明哗裂鼎 本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特另t l D n 以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的 同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 作者签名垂鱼兰盘日期丝年上月生日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论 文的规定即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印 件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它 手段保存和汇编本学位论文。 保密论文待解密后适应本声明。 作者签名王盔传导师签名 日期丛年 月上日 万方数据 大水矿山地下水致灾机理及防治研究 摘要大水矿山由于水文地质条件复杂，涌水量大，一旦发生井下涌水灾 害，往往带来惨重的人身伤亡及经济损失。因此，此类矿山为确保安全生 产不得不投入高昂的防治水费用，受灾害威胁严重的矿山甚至会被迫停 产。随着采矿业的高速发展，大水地下矿山开采数量日益增多，矿山地下 水害问题逐渐成为制约矿山开采发展的瓶颈问题。本文以大水矿山地下水 害为研究对象，通过现场数据收集和调查，采用现场试验、理论分析及数 值计算等方法，深入研究并揭示了大水矿山地下水致灾机理，建立了大水 矿山地下水致灾判据，分析了大水矿山地下水致灾灾害分布特征，构建了 大水矿山地下水害防治方法体系和大水矿山地下水致灾可能性评价指标 体系和模型，取得了一系列有价值的研究成果。 1 基于系统学理论，针对大水矿山实际开采环境提出了大水矿山排 水．地下水开采水环境系统的概念，利用数学方法建立了大水矿山排水．地 下水环境系统模型及其求解方法。揭示了大水矿山排水．地下水环境系统 的外部影响因素 涌水、排水 及内部条件变量 渗透系数、地下水水力坡度 及含水层厚度、排泄边界，补给边界面积 的结构关系，得出了大水矿山 排水一地下水环境系统是随机动态变化的结论。 2 从系统功能失效致灾的角度，提出大水矿山地下水灾害是由于大 水矿山排水．地下水环境系统未能将系统水位降至安全水位以下所致，揭 示了导致大水矿山排水．地下水环境系统失效致灾的机理一是由随机作 用引起的系统外部流量超出系统可承受的流量压力，导致系统内部水位升 高超出安全水位，从而引发系统灾害，简称因外部压力超过系统承受能力 致灾；二是因系统内部地下水系统含水层控水构造失效或者排水系统失 效，给系统引入新的流量补给或减少了系统的排泄水量，致使系统水位升 至安全水位之上，该情况可称为由系统内部结构失效致灾。在此基础上建 立了大水矿山排水．地下水环境系统失效致灾判据。 3 开展了大水矿山地下水环境系统失效致灾机理应用研究。将大水 矿山地下水环境系统失效致灾机理及判据应用于实例大水矿山，判别了实 例矿山的地下水开采环境系统状态，分析了致灾影响因素对系统状态的影 响。实例矿山地下水环境系统失效致灾判别应用表明所建模型及判据可 有效识别系统的灾害状态。实例矿山大水矿山地下水灾害因素分析表明 失效致灾的发生主要受安全水位、随机作用及系统流量差变化共同控制； 从影响程度来讲，系统流量差变化对致灾影响最大，其次为安全水位，最 后为系统的随机作用。 I I 万方数据 4 明确了大水矿山排水一地下水环境系统失效致灾分析的内涵，建立 了大水矿山排水一地下水环境系统失效致灾概率计算方法，以及在对应失 效概率下大水矿山排水．地下水环境系统失效致灾灾害空间分布预测方 法，结合实例大水矿山进行了预测，其结果与实际的灾害分布相一致，验 证了大水矿山排水．地下水环境系统失效致灾灾害空间分布预测方法的有 效性。 5 结合实例矿山开展了大水矿山地下水灾害综合防治方法及其有 效性检验研究。建立了大水矿山地下水害综合防治方法体系，提出了地下 水害防治方法有效性检验方法，得出大水矿山涌水属于动水补给时，排水 系统降水能力有限，采用疏干排水结合阻水帷幕的方式，对大水矿山地下 水防治更为可靠等结论。 6 开展大水矿山地下水环境系统失效致灾可能性评价指标体系及 模型研究。建立了大水矿山地下水环境系统失效致灾可能性评价指标体 系。指标体系共分为三个层次，1 2 个指标，分别为边界距排水巷道距 离、帷幕截流作用、地下水稳定水位、排水设施的最大承受水量、排水设 施的使用年限、塌陷、降雨、渗透系数、截流巷截水能力、巷道涌水、排 水设施使用状况和巷道尺寸。该指标体系综合概括了组成大水矿山地下水 系统的孕灾环境、承灾体和致灾因子。分别采用模糊层次分析法和遗传投 影寻踪聚类算法建立了大水矿山地下水环境系统失效致灾可能性评价模 型。实际应用表明，两种模型均能有效实现对大水矿山地下水致灾可能等 级的分析评价，遗传投影寻踪聚类模型分类结果离散性强，评价等级清晰， 模糊层次分析模型分类结果离散性相对较弱，结果趋于均值化。因此遗传 投影寻踪聚类模型在评价中确定等级上具有优势。此外，该法在权值确定 上更具客观性，但对样本具有依赖性。 关键词大水矿山；地下水致灾机理；灾害分布特征；水害防治 分类号6 2 2 万方数据 R e s e a r c ho nD i s a s t e rM e c h a n i s m p r e v e n t i o na n dc o n t r o lI n d u c e d b yG r o u n d w a t e ri nt h eG r o u n d w a t e rA b u n d a n tM i n e s A b s t r a c t O w i n gt ot h ef a c tt h a tt h ea b u n d a n tw a t e rm i n e sh a v el a r g ew a t e r f l o wa n dc o m p l e xh y d r o g e o l o g yc o n d i t i o n ，t h eg r o u n d w a t e rd i s a s t e ro f t e n c a u s es e r i o u sh u m a nc a s u a l t i e sa n de c o n o m i cl o s s e s ．T h e r e f o r e ．al a r g e a m o u n to fe x p e n s em u s tb ep a i dt op r e v e n ta n dc o n t r o lt h e s es o r t so f d i s a s t e r ， s o m em i n e se v e nh a v et ob ef o r c e dt os u s p e n dp r o d u c t i o na c t i v i t i e s ．W i t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n to ft h em i n i n gi n d u s t r y ，t h en u m b e ro fe x c a v a t e d u n d e r g r o u n da b u n d a n tw a t e rm i n e sa r eg r a d u a l l yi n c r e a s i n g ，g r o u n d w a t e r d i s a s t e rh a s g r a d u a l l yb e c o m et h e b o t t l e n e c kc o n s t r a i n so fu n d e r g r o u n d m i n i n gd e v e l o p m e n t ．I nt h i sp a p e r ，t a k i n gg r o u n d w a t e rd i s a s t e ri na b u n d a n t w a t e rm i n e sa st h er e s e a r c h o b je c t ．o n ．s i t e i n f o r m a t i o nc o l l e c t i o na n d s u r v e y i n g ，f i e l dt e s t ，s y s t e mt h e o r i e sa n dn u m e r i c a lc a l c u l a t i o n sh a v eb e e n d o n ef o rr e v e a l i n gt h em e c h a n i s mo fg r o u n d w a t e rd i s a s t e r ，t h ec r i t e r i o no f d r a i n a g e - g r o u n d w a t e rs y s t e mf a i l u r ed i s a s t e rw a sf o u n d e d ，t h e nd i s t r i b u t i o n c h a r a c t e r i s t i c so fg r o u n d w a t e rd i s a s t e ri na b u n d a n tg r o u n d w a t e rm i n e sh a v e b e e nd e e p l ya n a l y z e d ，t h em e t h o ds y s t e mo f g r o u n d w a t e rd i s a s t e rp r e v e n t i o n a n de v a l u a t i o nm o d e lo fd i s a s t e rf a i l u r ep o s s i b i l i t yh a v eb e e np u tf o r w a r d ，a s e r i e so f m e a n i n g f u lr e s e a r c ha c h i e v e m e n t sh a sb e e no b t a i n e dc o n s e q u e n t l y ． 1 B a s e do ns y s t e m a t i ct h e o r y , t h ec o n c e p to fd r a i n a g e g r o u n d w a t e r m i n i n g s y s t e mh a sb e e np u tf o r w a r da c c o r d i n gt ot h ea c t u a la b u n d a n t g r o u n d w a t e rm i n i n ge n v i r o n m e n t ．M o d e lo ft h ed r a i n a g e - g r o u n d w a t e rm i n i n g s y s t e ma n di t ss o l u t i o nm e t h o dh a v eb e e nb u i l tb yu t i l i z i n gm a t h e m a t i c a l t e c h n i q u e ．T h e s t r u c t u r a l r e l a t i o n s h i p o fe x t e r n a lf a c t o r sa n di n t e m a l c o n d i t i o n a l v a r i a b l e s c o e f f i c i e n to fp e r m e a b i l i t y , h y d r a u l i cg r a d i e n ta n d a q u i f e rt h i c k n e s sa b o u tg r o u n d w a t e r , d r a i n a g eb o u n d a r y , a r e ao fr e c h a r g e b o u n d a r y a b o u tt h es y s t e mh a sb e e nc o n f i r m e di nt h em o d e l ，w h i c hd r a w nt h e c o n c l u s i o nt h a td r a i n a g e - g r o u n d w a t e rs y s t e mi ss t o c h a s t i ca n d d y n a m i c ． 2 T h ef a i l u r em e c h a n i s mo fd r a i n a g e - g r o u n d w a t e rm i n i n gs y s t e mi n a b u n d a n tw a t e rm i n e sw a sc o n c l u d e db yt w op o i n t s ．O n ei St h a tt h ee x t e m a l f l o wc a u s e db yr a n d o me f f e c te x c e e d e dt h es y s t e ma l l o w a n c ep r e s s u r e ．A sa r e s u l t ，t h ew a t e rl e v e l i n s i d et h es y s t e me x c e e d e dt h es a f e t yl e v e l ．S Os y s t e m d i s a s t e ro c c u r r e d ．T h eo t h e ri St h a tt h ew a t e rc o n t r o l l i n gs t r u c t u r eo rd r a i n a g e s y s t e mf a i l e dw i t h i nt h em i n i n ge n v i r o n m e n ts y s t e m ，l e a d i n gt ot h en e ww a t e r 1 V 万方数据 f l o wr e c h a r g eo rd i s r e c h a r g ew h i c hr e s u l t e di nw a t e rl e v e le x c e e d i n gt h e s a f e t yw a t e rl e v e l ，a n dt h ep r o c e s sc a n b ec a l l e dt h ed i s a s t e rc a u s i n gb ys y s t e m i n t e r n a l s t r u c t u r a lf a i l u r e ．T h ec r i t e r i o no fd r a i n a g e g r o u n d w a t e rs y s t e m f a i l u r ed i s a s t e rw a sf o u n d e d ． 3 T h ea p p l i c a t i o n r e s e a r c ha b o u tf a i l u r em e c h a n i s m o f d r a i n a g e - g r o u n d w a t e re n v i r o n m e n ti nw a t e ra b u n d a n tm i n e sw a sb r o u g h to u t ． T h ed i s a s t e rm e c h a n i s ma n df a i l u r ec r i t e r i o nw e r ea p p l i e di nam i n ei n s t a n c e ． T h es t a t eo ft h eg r o u n d w a t e re n v i r o n m e n ts y s t e mw a sd i s c r i m i n a t e da n dt h e e f f e c to fd i s a s t e r i n f l u e n c i n gf a c t o r s t o s y s t e ms t a t ew a sa n a l y z e d ．T h e p r a c t i c a la p p l i c a t i o n o ff a i l u r ec r i t e r i o no ft h eg r o u n d w a t e re n v i r o n m e n t s y s t e m s h o w e dt h a tt h em o d e la n dc r i t e r i o nb u i l tc o u l d e f f e c t i v e l y d i s c r i m i n a t et h e s y s t e m ’Sd i s a s t e r s t a t e ．T h ea n a l y s i so fd i s a s t e rf a c t o r s s h o w e dt h a td i s a s t e ro c c u r r e n c ew a sm a i n l yc o n t r o l l e db ys a f e t yw a t e rl e v e l ， r a n d o me f f e c t sa n df l o wd i f f e r e n c ei ns y s t e m ．T h ec h a n g eo ff l o wd i f f e r e n c e i ns y s t e mh a dt h eg r e a t e s ti m p a c to ns y s t e mf a i l u r e ，f o l l o w e db ys a f e t yw a t e r l e v e l ，a n df i n a l l yb yr a n d o me f f e c t so fs y s t e m ． 4 T h ec o n n o t a t i o no fa n a l y z i n gd r a i n a g e - g r o u n d w a t e rs y s t e m ’Sf a i l u r e i na b u n d a n tw a t e rm i n e sw a sm a d ec l e a r , t h ec a l c u l a t i o nm e t h o do ff a i l u r e p r o b a b i l i t yo fd r a i n a g e g r o u n d w a t e rs y s t e mi n a b u n d a n tw a t e rm i n e sw a s f o u n d e d ，w h i l e t h e p r e d i c t i o n m e t h o do fd i s a s t e rd i s t r i b u t i o nw i t h i n c o r r e s p o n d i n g f a i l u r ep r o b a b i l i t yw a sb u i l t ，t o o ．T h ea b o v em e t h o dw a s a p p l i e di n t oa d i s a s t e rp r e d i c t i o ni n s t a n c e ，a n dp r e d i c t i o nr e s u l tw a sc o n s i s t e n t w i t ht h e a c t u a ld i s a s t e rd i s t r i b u t i o n ，w h i c hc o n f i r m e dt h ev a l i d i t yo ft h e f o u n d e dp r e d i c t i o nm e t h o d ． 5 T h ei n t e g r a t e dc o n t r o lm e t h o da n di t se f f e c t i v e n e s sr e s e a r c hw e r e c a r r i e do u tw i t h i ne n g i n e e r i n ga p p l i c a t i o n ．T h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o nw a s o b t a i n e d w h e ng r o u n d w a t e rf l o wb e l o n g st od y n a m i cw a t e rs u p p l y , t h e d r a i n a g ea b i l i t yo fd r a i n a g es y s t e mw a sl i m i t e d ．S o ，d r a i n a g es y s t e ma n d i m p e r v i o u sc u r t a i ns h o u l db ej o i n t l yu t i l i z e d ． 6 T h ea s s e s s m e n ti n d e xs y s t e ma n dm o d e lo ff a i l u r ep o s s i b i l i t yo ft h e g r o u n d w a t e rs y s t e mi ng r o u n d w a t e ra b u n d a n tm i n e sw e r ee s t a b l i s h e d ．T h e i n d e xs y s t e mw a sd i v i d e di n t o3l e v e l sa n dl2f a c t o r s ．A 1 1f a c t o r sw e r ea s f o l l o w t h eo f f s e td i s t a n c eb e t w e e nb o u n d a r ya n dd r a i n a g ed r i f t ，e f f e c to f c u r t a i nc l o s u r e ，s t a b l el e v e lo fg r o u n d w a t e r , t h em a x i m u mc a p a b i l i t yo f b e a r i n gw a t e ri nd r a i n a g ef a c i l i t i e s ，s e r v i c el i f eo fd r a i n a g ef a c i l i t i e s ，c o l l a p s e ， V 万方数据 r a i n f a l l ，p e r m e a b i l i t yc o e f f i c i e n t ，i n t e r c e p t i o nc a p a c i t yo fc l o s u r ed r i f t ，d r i f t g u s h i n g ，c o n d i t i o no fd r a i n a g ef a c i l i t i e s ，c r o s s s e c t i o no fd r i f t ．T h ei n d e x s y s t e mg e n e r a l l ys u m m a r i z e dt h eh a z a r db r e e de n v i r o n m e n t ，h a z a r db e a r i n g b o d y , h a z a r di n d u c e df a c t o r s ．F u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o da n d p r o j e c t i o np u r s u i tc l u s t e r i n ge v a l u a t i o nm e t h o db a s e do ng e n e t i ca l g o r i t h m s w e r e r e s p e c t i v e l y u s e df o r e s t a b l i s h i n gc o r r e s p o n d i n g f a i l u r e p o s s i b i l i t y a s s e s s m e n tm o d e l ．T h ea p p l i c a t i o nr e s u l t si n d i c a t e dt h a tm o d e l sb o t hc o u l d e f f e c t i v e l yr e a l i z et h ep o s s i b i l i t yd e g r e ee v a l u a t i o no ft h eg r o u n d w a t e rs y s t e m f a i l u r ei n g r o u n d w a t e r a b u n d a n t m i n e s ，p r o j e c t i o np u r s u i tc l u s t e r i n g e v a l u a t i o nm o d e lb a s e do ng e n e t i c a l g o r i t h m sh a ss t r o n gd i s c r e t e n e s s i n c l a s s i f i c a t i o n r e s u l t s ，w h i l ef u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm o d e lh a s r e l a t i v e l yw e a kd i s c r e t e n e s si n c l a s s i f i c a t i o nr e s u l t s ．T h e r e f o r e ，p r o j e c t i o n p u r s u i tc l u s t e r i n ge v a l u a t i o nm o d e lb a s e do ng e n e t i ca l g o r i t h m so v e r w h e l m e d i nd e t e r m i n i n ge v a l u a t i o nd e g r e e ，b e s i d e s ，t h ew e i g h t so fg e n e t i ca l g o r i t h m s e v a l u a t i o nm e t h o da r eo b j e c t i v ew h i c ha r er e l yo nt h es a m p l es e t s ． K e y w o r d s t h eg r o u n d w a t e ra b u n d a n tm i n e s ；g r o u n d w a t e rd i s a s t e r - c a u s i n g m e c h a n i s m ；d i s a s t e rd i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c ；w a t e rd i s a r s t e rp r e v e n t i o na n d C U r e C l a s s i f i c a t i o n 6 2 2 V I 万方数据 目录 学位论文原创性声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I I 目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一ⅥI 1 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．1 研究背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．2 国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 ．2 ．1 大水矿山地下水渗流规律研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 ．2 ．2 大水矿山地下水致灾机理研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 1 ．2 ．3 大水矿山地下水害防治研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 1 ．2 ．4 存在的问题及发展方向⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 1 ．3 研究内容与技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 1 ．3 ．1 研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 1 ．3 ．2 技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 1 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 大水矿山地下水致灾机理研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 4 2 ．1 大水矿山排水．地下水环境系统模型构建⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 4 2 ．1 ．1 大水矿山排水一地下水环境系统分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．1 2 大水矿山排水一地下水环境系统模型构建⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 2 ．2 大水矿山地下水位动态随机特征分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 2 ．2 ．1 大水矿山地下水动态变化的不确定性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 2 ．2 ．2 大水矿山地下水动态随机特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18 2 ．2 ．3 大水矿山地下水涌水随机过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 2 ．2 ．4 大水矿山地下水人工排水随机过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 2 ．3 大水矿山排水．地下水环境系统随机模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 3 2 ．3 ．1 大水矿山排水一地下水环境系统随机模型构建⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 2 ．3 ．2 大水矿山排水一地下水环境系统随机模型求解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 2 ．4 大水矿山排水．地下水环境系统水位变化特征分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 9 2 ．4 ．1 大水矿山排水一地下水环境系统水位分布计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 2 ．4 ．2 系统流量变化对水位影响分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 2 ．4 ．3 随机作用对水位的影响分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31 2 ．5 大水矿山排水．地下水环境系统失效致灾机理及判据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 2 V T T 万方数据 2 ．5 ．1 大水矿山排水．地下水环境系统安全水位⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 2 ．5 ．2 大水矿山排水．地下水环境系统失效致灾机理及判据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 2 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 3 大水矿山地下水环境系统失效致灾机理应用研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 6 3 ．1 实例矿山排水．地下水开采水环境系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 6 3 ．2 实例矿山排水一地下水开采水环境系统水位分布计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 7 3 ．3 实例矿山排水．地下水开采水环境系统失效致灾判别⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 3 ．3 ．1 实例矿山安全水位的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 3 ．3 ．2 实例矿山地下水开采水环境系统失效致灾判别⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 3 ．4 实例矿山排水一地下水开采水环境系统失效致灾影响因素分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 3 3 ．4 ．1 系统流量变化对系统灾害影响分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 3 ．4 ．2 随机作用对系统灾害的影响分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 3 ．4 ．3 安全水位对系统灾害的影响分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 3 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 4 大水矿山地下水灾害随机特征分析及其分布预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 8 4 ．1 大水矿山排水一地下水环境系统失效致灾因素及灾害分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 8 4 ．2 大水矿山排水一地下水环境系统失效致灾概率分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 9 4 ．2 ．1 大水矿山排水一地下水环境系统内部因素致灾的概率分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 4 ．2 ．2 大水矿山排水．地下水环境系统外界压力致灾概率的分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 4 ．3 大水矿山排水．地下水环境系统失效致灾灾害空间分布预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 3 4 ．3 ．1 灾害程度概念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 4 ．3 ．2 灾害空间分布求解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯