【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水文地质水动力特征分析领域，具体涉及一种封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法。
技术介绍
1、全国范围内多个煤矿存在于封闭水文单元中，封闭水文单元往往位于偏远地区或深层地下导致无法直接观测，需要特殊的工具和技术进行探测，但这些技术可能存在局限性，导致获取的信息不完整或不精确。与开放水文单元相比，封闭水文单元的水动力条件可能会有很大的不同，其地质结构可能包括多种地质材料和形态，如岩层、裂缝、孔隙等，它们对水的传导和储存能力都有所不同，即使在相对小的区域内，水文地质参数(如渗透性、孔隙度等)也可能存在很大的变异。由于封闭水文单元的复杂性和独特性，以及观测和解释数据的难度，都使得其水水动力特征难以确定，进而影响区域煤矿的安全生产和高效开采。
2、例如淮北煤田，其位于华北板块东南缘，豫淮坳陷的东部，东以郯庐断裂为界与杨子板块相接，西以夏邑—阜阳断裂为界与河淮沉降带为邻；北以丰(县)沛(县)断裂为界与丰沛隆起相接，南以太和—固镇断裂为界，与蚌埠隆起为相邻。煤田构造的形成、发展与板内构造和板缘构造的演化密切相关。区内构造受东西向构造、北东向构造、徐宿弧形构造所控制，东西向和北东向构造为主要格局。主要表现为北北东向构造改造早期的东西向构造。
3、淮北煤田范围内的封闭水文单元，由于其特殊的地质构造和水文地质条件，以及其内部的大断层发育，使得灰岩水的分布及流动性表现出强烈的不均匀性。这给深部煤层的开采和水资源的管理和保护都带来了极大的挑战。在封闭单元中，由于灰岩的多孔性和裂缝发育，水分在空间上的分布及流动性表
4、再例如兖州煤田，其下组煤水文地质条件复杂，随着煤炭资源开采深度越来越大，面临的问题也越来越多，主要受石炭系底部的本溪组灰岩含水层及奥陶系高承压灰岩含水层的威胁，煤田深部奥灰水水压高、水量大，严重威胁煤矿安全开采。煤层底板奥灰含水层岩溶裂隙发育及水动力条件呈现出各向异性和复杂性的特点，造成了深部煤层的开采中多种问题的产生。
5、根据上述背景，要采用合适的方法确定底板灰岩的水文地质条件以及水动力特征，这种方法应能够全面、精确地反映封闭水文单元内部的水动力响应特征，为区域煤矿的安全生产和高效开采提供科学依据。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法。
2、专利技术的目的是要提供一种封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法，结合已有钻孔资料，包括底板灰岩的岩性、孔隙度、渗透性等参数，在对矿区岩溶水文地质特征系统分析基础上，进行岩溶含水层水文地质条件概化，利用gms建立相应的水文地质概念模型及数学模型，并根据实际工程数据对模型进行识别、验证，最终获得符合实际条件的水文地质参数及地下水数值模型。工程实践和模拟相互印证，根据真实的数据和反馈，来使得模拟过程更加贴切实际情况，有更多的理论支持，并且可以再现灰岩水随时间变化的物理流场，所建立的模型将作为矿区岩溶水的疏放性评价有力的工具。
3、本专利技术的目的是这样实现的：
4、一种封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法，包括：
5、采集水文地质条件资料和抽放水的实验资料；
6、构建数学模型；
7、求解所述数学模型，并基于求解结果构建概念实体模型，
8、设置所述水文地质模型的初始条件以及初始时间步长,根据所述水文地质条件资料和抽放水的实验资料,并对模拟区域进行参数分区，进而获得水文地质模型；
9、通过所述水文地质模型，计算水文地质参数值。
10、可选地，所述数学模型的求解方法为有限差分法，包括以下步骤：
11、离散含水层，并且将含水层进行网格剖分；
12、依据地下水水动态平衡原理与达西定律，三维地下水渗流的有限差分计算。
13、可选地，所述有限差分计算方法包括：
14、
15、式中：
16、tm--时间段m结束时间；
17、hmi,j,k--时间tm时计算单元(i,j,k)的水头；
18、ssi,j,k表示该计算单元的贮水率；
19、△rj△ci△vk为计算单元的体积；
20、c表示计算单元列间距；
21、r表示计算单元行间距；
22、v表示计算单元厚度；
23、p表示计算单元格的底面积。
24、可选地，所述数学模型为：
25、地下水运动的数学模型：
26、
27、式中：kx、ky、kz：渗透系数在x、y、z方向的分量(m/d)；h：地下水水头；n：边界的外法线方向；w：体积流量，用以代表流进源或流出汇的水量；ss：含水层的储水率；h0：初始水头；t：时间；ω：模拟区范围；γ：边界类型；q：边界流量。
28、可选地，通过断层以及其延长线对模拟区进行参数分区，形成不规则的参数分区。
29、可选地，所述概念实体模型的构建方法包括采用特征体表示概念实体模型边界、不同的参数区域及源汇项，生成网格，通过概念实体模型转换将特征体上的数据转换到网格相应的单元和节点上。
30、一种计算机可读的存储介质，存储有指令，所述指令被执行时，实现上述的方法。
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1.一种封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法，其特征在于，所述数学模型的求解方法为有限差分法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法，其特征在于，所述数学模型为：
5.根据权利要求1所述的封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法，其特征在于，通过断层以及其延长线对模拟区进行参数分区，形成不规则的参数分区。
6.根据权利要求1所述的封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法，其特征在于，所述概念实体模型的构建方法包括采用特征体表示概念实体模型边界、不同的参数区域及源汇项，生成网格，通过概念实体模型转换将特征体上的数据转换到网格相应的单元和节点上。
7.一种计算机可读的存储介质，存储有指令，其特征在于，所述指令被执行时，实现权利要求1～6任一所述的方法。
【技术特征摘要】
1.一种封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法，其特征在于，所述数学模型的求解方法为有限差分法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的封闭水文单元灰岩水动力特征的确定方法，其特征在于，所述数学模型为：
5.根据权利要求1所述的封闭水文单元灰岩水动力特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡显响，徐正浩，王举文，刘启蒙，柴辉婵，孟凡海，贾春旺，徐佳懿，
申请(专利权)人：淮北矿业股份有限公司朱仙庄煤矿，
类型：发明
国别省市：
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