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东山硅藻土矿区地处敦化-密山断裂带控制的新生代断陷盆地,盆地内为新近系中新统土门子组(N1t)地层,岩性主要由砂岩、硅藻土、含硅藻粘土及玄武岩组成。硅藻土矿主要赋存于N1t地层,该地层固结程度较差,地质和水文地质条件复杂,富水性较好,矿层开采难度较大,准确合理的预测涌水量为未来该矿区矿山安全开采、排水方案设计等提供理论依据,对指导同类硅藻土矿山开采具有重要的科学意义。论文以水文地质学、工程地质学、地下水动力学等理论为基础,综合应用水文地质调查、抽水试验以及室内试验等技术手段,并采用“大井法”、“水均衡法”和“数值模拟”等方法预测东山硅藻土矿区矿坑涌水量。获得研究成果如下:(1)硅藻土矿层作为隔水层分布于全区,近水平产出,局部与顶板含水层直接接触。K1号矿层的主要顶板充水含水层为N1t3,含水层厚度大、富水性中等,地下水类型为碎屑岩类裂隙孔隙水;K2号矿层的主要顶板充水含水层为N1t8,含水层厚度分布不均、富水性弱,地下水类型为玄武岩孔洞裂隙水。(2)结合研究区水文地质特征,构建含(隔)水层与矿层垂向空间结构模型分别为Qhal松散岩类含水层+Qp1j、Qp3n和N1t10+8玄武岩含水层+N1t7(K2号矿层)隔水层+N1t6+4玄武岩含水层+N1t3砂岩含水层+N1t2(K1号矿层)隔水层+N1t1砂砾岩含水层组合结构。(3)依据研究区地质、水文地质资料建立了三维地质模型和水文地质概念模型;以地质模型和水文地质概念模型为基础,建立了能够描述和反映研究区地下水流动特征的数学模型,再运用GMS中MODFLOW模块构建了研究区三维地下水数值模型,随后运用研究区35个水位观测孔数据对模型进行稳定流识别与校正,最后运用J03和JG03抽水试验观测数据对模型进行非稳定流识别与校正。实际水位观测值与模型计算水位值拟合较好,表明本次模拟选取的水文参数,边界条件和源汇项概化都很合理,所建模型可靠,可用于矿区涌水量预测。(4)基于识别和验证后的模型,采用GMS中Well(抽水井)模块在开采区设置6口抽水井进行疏降水,预测雨季矿坑最大涌水量为7800m3/d;通过“大井法”和“水均衡法”计算出的涌水量分别为8044m3/d和7714m3/d,与采用模型预测的最大涌水量之间差距分别为3.13%和1.10%,三种方法所得结果较接近,相互印证,进一步的验证了数学模型的可靠性。