地下水规划管理是多目标和多层次的，它涉及到政治、经济、社会、环境、技术等诸多方面问题(邵景力等,1998)。从20世纪60年代开始，目标管理模型就一直用于解决地表水资源规划问题(华士乾,1988)。进入90年代后，随着对地下水系统研究不断深入和“可持续发展”原则的提出，以及地下水模拟技术及其与管理模型耦合技术的发展，目标管理模型开始出现在地下水管理应用中。最近20年来，由于人口的急速增加和经济建设快速发展，地下水的超强度开采引起了诸如地面沉降、地下水水质恶化和生态环境失衡等问题。因此，目标管理模型被逐渐应用到城市地下水水质和水资源管理的研究上，并取得了丰硕成果(Icke et al.,1999;石敏俊等,2009;Li Yongping et al.,2006;许光泉等,2003)。但是，目标管理模型在矿山地下水疏放管理方面的研究及应用却很少，直到近年来，由于矿山地下水长期疏放造成地下水位急剧下降，导致地表岩溶塌陷等环境地质问题日益严重，人们才逐渐意识到对矿山地下水保护的重要性(武强,2003;王益伟,2014)。

矿山地下水疏放是指在受水害威胁和有突水危险的矿山借助于专门的疏水工程，有计划、有步骤地将煤层下伏强含水层中地下水进行疏放，使含水层水位(压)降至某个安全开采的水位(压)值以下，这一过程称为疏水降压(夏欢阁等,2012)。长期以来，超前疏放地下水一直是我国矿山防治水工作重要举措之一，并在实践中取得了较为理想的效果(钟亚平等,1996;魏大勇,2006;葛家德等,2007;王心义等,2014)。但长期疏放地下水，不仅造成吨煤成本的增加，而且对地下水资源产生严重的破坏，诱发了一系列生态环境和社会问题。针对矿山疏水与供水的矛盾问题，武强等提出了疏水、供水、环境保护三位一体的经济水力管理模型，初步解决了矿山疏水与供水水源短缺之间矛盾(武强等,1995,1997;Wu Qiang et al.,2006)。但由于这类模型主要解决矿区供水问题，放宽了对地下水疏放量限制，从而未能真正到达保水和保护环境的目的。有鉴于此，本文以淮南潘北煤矿西翼采区为例，通过建立水文地质模拟模型与疏放管理模型的耦合模型，科学规划矿山地下水资源疏放，使其在满足矿山安全开采等条件下地下水疏放量最小。

1 研究区概况

潘北煤矿位于中国安徽省淮南市潘集区，距淮南市约30 km，地面标高为+21～+23 m，地形较为平坦，区内无河流经过。本区为温暖带半湿润气候，区内气温在-22.8～41.2 ℃，年平均气温为15.1 ℃；降雨量为471.9～1723.5 mm，年平均降雨量为926.3 mm。井田东西走向长7.5 km，倾斜宽1.3～2.7 km，面积为15 km2。本区矿井于2004年12月26日开工建设，2007年8月正式投产，设计生产能力为240 t/a，开采深度-400～-900 m。

图1 潘北煤矿地质及水文地质平面图(a)和A—A＇水文地质剖面图(b) Fig.1 Geological and hydrogeological map (a )and A—A＇Hydrogeological prole (b )of Panbei coal mine

该矿井位于淮南矿区潘集背斜北翼，总体为一单斜构造，西南部为潘集背斜的倾伏转折端，井田内主要发育有 F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8等断层(图1)。根据井田上、下综合水文地质探查成果分析，F6断层为阻水断层，以F6断层为界将矿井划分为东翼采区和西翼采区两个相对独立的水文地质块段。其中，西翼采区水文地质条件复杂，也是本文的研究区，区内发育有F7和F8两条逆断层，断层落差分别20～65 m、15～22 m，均为弱导水断层。

矿井为全隐伏式井田，自上而下发育有新生界第四系松散层(Q，厚度为277.40～486.60 m)、二叠系煤系地层(P)和石炭系(C)、奥陶系(O)、寒武系()灰岩地层。目前，矿井主要开采二叠系山西组的A煤层，因受下部灰岩水影响而尚未开采。研究区内A煤层底板距石炭系太原组C3Ⅰ段灰岩顶板的距离为11.10～21.08 m，平均距离16.33 m，煤层底板岩性以海相泥岩、砂泥岩互层为主，夹菱铁质结核。太原组C3Ⅰ段灰岩含水层是A煤层的直接充水含水层，也是本文研究目的层，下部奥陶系(O)、寒武系()灰岩含水层可通过导水断层和岩溶裂隙等通道对其进行补给。各含水层水文地质情况分述如下：

表1 地面水位观测孔安全开采临界水位 Table 1 Critical water level of safe mining for ground observation holes

观测孔名称A煤层底板至C3I组灰岩顶板A煤层底板标高(m)C3 I段灰岩顶板标高(m)层间距(m)2014年1月1日C3 I段灰岩水位标高(m)A煤层底板突水系数(MPa/m)安全开采临界水位(m)达到安全临界水位所需时间(a)G1-575.03-587.5312.50-67.370.41 -500.0311G2-549.56-581.0731.51-78.200.15 -360.508G3-538.14-554.9716.83-80.220.27 -437.1613G4-629.66-647.5217.86-53.840.32 -522.5022

(1)太原组灰岩含水层，该层分为C3Ⅰ、C3Ⅱ、C3Ⅲ三段灰岩，总厚度为107.98～118.04 m，平均为113.09 m。其中，C3Ⅰ段灰岩厚度为28.07～49.19 m，平均厚度36.04 m，单位涌水量为0.00006～0.1870 L/(s·m)，渗透系数为0.00015～0.109 m/d，富水性弱—中等，渗透性差，矿化度为1.95～2.55 g/L，水质为Cl—(K+Na)型，与下部C3Ⅱ、C3Ⅲ段局部存在弱水力联系；C3Ⅱ段灰岩厚度为41.58～58.63 m，平均厚度48.39 m，单位涌水量为0.00017～0.0006 L/(s·m)，渗透系数为0.00065～0.004 m/d；C3Ⅲ段灰岩厚度为25.12～34.06 m，平均厚度30.02 m，单位涌水量为0.000045～0.00958 L/(s·m)，渗透系数为0.0002～0.059 m/d。

(2)奥陶系灰岩含水层，该层厚度为99.92～109.33 m，主要为灰质白云岩，以及泥质灰岩，少数为钙质泥岩、铝质泥岩，偶见角砾状灰岩。单位涌水量为0.034～0.769 L/(s·m)，富水性弱—中等。

但左小龙觉得，他不能接受大城市，大城市虽然大，但容不下一台摩托车。小地方虽然小，但可以让你随意停。他发现路边新开了一个修车铺，开进去后缓慢放下支脚，环看四周。左手边有一个扳手，长三分米。正对着是一扇窗，窗外是他们的中央院子，院子外面放着柴油桶，可以爬上去然后翻出这个房子，右手边是清洗化油器的汽油，一米外有一包烟和打火机，打火机是有用的因为桌子上还有个烟屁股。地上插着插座正在烧水，水会在两分钟开。

矿井总疏水量的约束条件为：

2 地下水疏放过程中存在的问题

为尽早解放A煤层，在研究区内建立有C3Ⅰ段灰岩井下放水巷和37个C3I组灰岩疏放水钻孔(其中有12个兼作测压孔，见图2)，以期通过这些钻孔的疏放水，使区内C3I组灰岩水位(压)快速降至安全开采的临界水位以下。研究区自2011年8月31日开展C3Ⅰ段灰岩含水层疏放水以来，灰岩地下水疏放量一直保持在2880 m3/d左右，但灰岩水位下降却较为缓慢；截至2014年1月1日，区内C3Ⅰ段灰岩的4个地面水位观测孔(图1)的水位标高为-53.84～-80.22 m，对应A煤层底板突水系数为0.15～0.41 MPa/m(表1)，远大于《煤矿防治水规定》(国家安全生产监督管理总局信息研究院,2009)(以下简称《规定》)要求的煤矿安全开采的临界突水系数值(0.06 MPa/m)。为保证A煤层能够安全开采，依《规定》要求须将C3Ⅰ段灰岩地下水位降至安全开采临界水位以下，各观测孔安全开采临界水位值见表1。

利用文献(赵雨晴等,2014)中建立的潘北矿A 组煤层底板高承压水数值模型模拟计算发现：如果以2014年1月1日为疏放水管理开始时刻，在不增加疏放水钻孔(37个)和保持原有疏水量(2880 m3/d)不变的条件下，至少需要22 a(表1)时间才能使上述4个地面水位观测孔的水位均降至安全开采临界水位以下，并且需要疏放灰岩地下水2.31×107m3。因此，经相关专家反复研究认为，必须在已有放水巷道的基础上继续向西施工疏放水巷道和钻孔，通过优化巷道内疏放水钻孔的布置和疏放量的分配，才能尽早实现A煤层安全开采和最大程度减少地下水资源浪费。

3 水文地质模拟模型

3.1 水文地质概念模型

研究区位于潘北煤矿西翼采区，东起F6断层，南至灰岩露头，西以十一东勘探线为界，北至-750 m开采水平等值线，总面积约2.2km2(图1)。区内C3 I组灰岩含水层是A煤层的直接充水含水层，也是疏放水的目的层，平均厚度36.04 m，岩溶裂隙较为发育。

为了进一步验证管理模型的可靠性和准确性，本文利用2014年1月至2016年12月现场实测数据与模型模拟值进行了对比分析，结果发现：

3.2 数学模型及数值解

由于研究区内灰岩含水层受岩性结构及构造控水作用明显，岩溶裂隙发育不均匀，渗透性和富水性随空间变化大，故可把研究区地下水模型概化为非均质各向异性三维非稳定达西流，其数学模型为：

图2 模拟区水文地质参数分区图 Fig.2 Division map of hydrogeological parameters of the simulated domain

式中：Kx,Ky,Kz分别为x,y,z方向的主渗透系数，其中x轴方向为北偏西70°，y轴方向为北偏东20°，z轴与x,y轴相互垂直(图2)；H为地下水水位，L；SS为储水率，L-1；m—疏放水孔总数；Qi—第i号钻孔的疏放水量，L3/T；xi,yi,zi—第i井的x,y,z坐标，L；β(xi,yi,zi)为三维Dirac Delta函数在(xi,yi,zi)处的值；t为时间，T；Ω为模拟计算区；w为垂直方向上的补给强度，L/T；Γ1—水位边界；Γ2、Γ3为流量边界；H0(x,y,z)—初始水位标高，L；H1(x,y,z,t)—第一类边界上t时刻的水位标高，L；n为边界Γ2的外法线方向；α,β,γ分别为边界Γ3外法线与x,y,z轴方向的夹角；q(x,y,z,t)—单位法向流量，流入为正，流出为负，L/T。L、1/L、L/T和L3/T分别为长度单位量纲(本文中 m)、储水率单位量纲(本文中 m-1)、补给强度量纲(本文中 m/d)和流量单位量纲(本文中 m3/d)。

依据达西定律确定混凝土渗透性。如果混凝土的孔隙率较低，其孔径尺寸在微米和纳米尺度，孔隙迂曲度高而连通性低，其水和气体的渗透系数小。混凝土的水渗透系数为10-19数量级，气体渗透系数为10-17数量级[8，11]。因此，若要将水分或气体从水泥基材料试件一侧渗透到另一侧，需要很长的时间，而且其渗流流量非常小，单位时间内渗流流量很难收集并精确测定。

表2 各分区渗透系数和储水率值 Table 2 Hydraulic conductivity and spec.storage values for different zones

分区编号(见图2)渗透系数K(m/d)KxKyKz储水率Ss(m-1)10.050 0.050 0.00010 1.25E-0620.001 0.001 0.00008 7.13E-0730.400 0.330 0.00032 2.37E-0540.200 0.180 0.00019 1.05E-0550.048 0.032 0.00021 2.65E-0660.460 0.470 0.00036 3.37E-0570.520 0.480 0.00042 4.28E-0580.550 0.360 0.00037 5.36E-0590.021 0.018 0.00015 4.23E-07100.018 0.017 0.00011 2.05E-07110.070 0.043 0.00043 4.42E-05120.005 0.005 0.00040 1.03E-07130.032 0.027 0.00280 6.13E-06140.043 0.035 0.00370 7.54E-05

4 地下水疏放管理模型

4.1 管理模型的建立

根据上文分析可知，矿山地下水疏放管理模型的目标为：通过增加并优化疏放水钻孔，在满足研究区C3Ⅰ段灰岩地下水位降深、单孔疏放条件以及矿井最大排水能力等约束条件下，且保证安全开采，使得灰岩地下水总疏放量最小。

4.1.1 目标函数

模型(Ⅱ)为没有钻孔疏放水(即不可控输入)，在自然条件下仅由初始条件、边界条件和垂向补给等引起的地下水运动问题，其水位为自然水位h；模型(Ⅲ)为没有考虑初始条件、边界条件和垂向补给等不可控输入影响，而仅由钻孔疏放水(即可控输入)引起的地下水运动问题，其水位为响应水位s。因此，将上述两个子模型的计算结果进行叠加，即可得到模型(Ⅰ)中地下水水位H，且有H=h+s。

式中：z—目标函数；i为已有放水节点数，i=37；mi为已有放水孔数，mi=37；j为待设计钻孔区放水节点数，j=239；mj为拟设计新增钻孔数，mj=52；j*为待设计钻孔区的放水节点，j*=1,2,3,…,239；n为管理阶段数，n=5；Q(i,k)为第i口已有放水孔在第k阶段的疏放量，L3/T；Q(j*,k)为第j*口拟设计新增钻孔在第k阶段的疏放量，L3/T。

4.1.2 约束条件

模型(I)构成了一个完整的能够描述模拟区岩溶裂隙地下水流特征的数学模型，根据文献(Scanlon et al.,2003;Qian Jiazhong et al.,2009;Maréchal et al.,2008)的研究表明，可利用Visual MODFLOW软件的有限差分法对其进行求解。首先根据研究区内C3I组灰岩含水层厚度及其内部结构特征，将研究区剖分为183列、73行，共13359个单元；然后根据研究区水文地质资料，将整个模拟区初步划分为14个水文地质参数分区(图2)，并将抽(放)水试验获得的水文地质参数作为初值代入模型；最后分别选取2011年9月7日至2011年11月18日、2012年6月5日至2012年8月30日作为模型的识别阶段和验证阶段，利用研究区井上、下18个C3I组灰岩水位(压)观测孔(图2)对模型进行检验和修正，得出了符合国家标准要求(国家技术监督局,1994)的水位拟合结果及各分区渗透系数、储水率值(图2、表2)。

从表3可知，优化方案共设计地下水疏放钻孔37个，其中前10个为已施工钻孔(钻孔编号为3、8、12、23、24、26、27、30、34、36)，其余27个为新设计钻孔(钻孔编号为37到64)，各钻孔具体位置见图3。由表3可知，在5年管理期内，疏放水钻孔的单孔疏放量和总疏放量均在对应水量约束的范围之内；5年管理期结束时，地面水位观测孔G2、G1、G3、G4的水位分别为-550.69 m、-444.86 m、-465.97 m、-546.53 m，均低于其各自的安全开采临界水位值(表1)，达到《规定》中安全开采的要求。根据模型优化结果(表3)，预计管理期5年内研究区共疏放灰岩地下水1.19×107 m3，比前文未进行地下水疏放管理时预计的水量2.31×107 m3减少了1.12×107 m3。因此，本文建立的地下水疏放管理模型，从理论上讲不仅满足了研究区内A煤层安全开采的要求，而且大大减少了地下水资源的浪费。

我们要了解学生的心理特性怎样，思维能力达到了何种程度，他们以前是怎么学习的，高中的学习与以前的学习又有哪些不同，他们又需要哪样的老师。只有知已知彼，才能事半功倍。高一教学应以初中知识为教学的“生长点”逐步扩展和加深；教材的呈现要难易适当，要根据学生知识的逐渐积累和能力的不断提高，让内容在不同阶段重复出现，逐渐扩大范围加深深度。

(1)水位约束：

研究中使用2016年5月7日～8日、10日～11日共4个时相的高分四号卫星全色多光谱卫星图像，见图2，数据格式为Geotiff，均为经过系统辐射校正的1A级数据产品.该时间段内卫星覆盖区域内的积雪为天山山脉等高山地区积雪，图像上云层覆盖范围普遍较大，整体云盖量占整幅图像范围的47%～57%之间.

h(gc,n)-H(gc,n)

式中：gc为对第c口地面水位观测孔，c=1,2,3,4；β(i,gc,k)为第i口已有放水孔在第k阶段末对观测孔gc所产生的单位脉冲降深响应函数；β(j*,gc,k)为第j*口拟设计新增放水孔在第k阶段末对观测孔gc所产生的单位脉冲降深响应函数；Q(i,n-k+1)为第i口已有放水孔在第n-k+1阶段的疏放量；Q(j*,n-k+1)为第j*口拟设计新增放水孔在n-k+1阶段的疏放量；h(gc,n)为观测孔gc在第n阶段末的自然水位标高，即井下不进行任何疏放水工作的水位标高；H(gc,n)为观测孔gc在第n阶段末的控制水位标高，即安全开采临界水位标高；其它符号意义同前。

(2)疏放量约束：在地下水疏放管理过程中，还应对单孔疏放量与总疏放量进行约束。结合矿井灰岩地下水疏放实际情况，单孔最大疏放量不得超过720 m3/d，矿井最大疏水能力不得超过7200 m3/d。因此，单孔疏放量的约束条件为：

在提高水质方面，还有一个重要工艺与众不同，即滤池组合中起到曝气作用，其滤池的截污能力较强，在滤料的选择方面，滤料最容易产生活性膜，其粒径大小也很关键，然而选择滤料的空隙率一般为47%～51%。由于阻截效果好，通常在江河水源其滤后水浊度一般为0.15～0.3NTU左右，北方水库水一般为0.3～0.6NTU左右，达到西方发达国家滤后的水质标准。而传统工艺的粒径较小，空隙率也较低一般为31%～37%左右，截污量小，易形成表面截滤结团而影响过滤周期和过滤水质。

(3)寒武系岩溶含水层，该层钻孔揭露厚度为4.57～246.27 m，单位涌水量为0.257～0.866 L/(s·m)，富水性弱—中等。

式中：Q(i,k)为第i口已有放水孔在第k阶段的疏放量，L3/T；Q(j*,gc,k)为第j*口新设计钻孔在第k阶段的疏放量，L3/T；Qd为单孔疏放量的上限，L3/T；Qt为矿井总排水量的上限，L3/T；其它符号意义同前。

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4.2 管理模型求解

地下水管理模型求解的方法有很多种，例如人工神经网络法、退火法、遗传算法、禁忌搜索法和一些混合智能算法等(Dougherty et al.,1991;Mckinney et al.,1994;Emery Coppola et al.,2003;Kuo Shengfeng et al.,2001;Zheng et al.,1996;杨蕴等,2009)，其中利用响应矩阵法求解分布参数管理模型，经长期实践证明是一种切实可行的方法(Lemoine et al.,1986;余强等,2007;尹尚先等,2001;Zhu Bin et al.,2014)。响应矩阵法的基本原理是利用已知的地下水模拟模型求得表征系统结构特征的单位脉冲响应函数，然后根据线性系统的叠加原理，求得各节点水头分布，作为管理模型的约束条件，与疏放量约束条件一起，构成地下水水动力管理模型(Peralta et al.,2010)。由于岩溶裂隙含水层系统是一个非线性系统，而响应矩阵法是建立在线性系统的叠加原理基础上的，因此，在模型求解过程中首先把原地下水数值模型(I)分解为两个定解模型，即模型(Ⅱ)、模型(Ⅲ)：

本次管理模型以钻孔疏放量为决策变量，地面观测孔水位为状态变量，设计管理期为5年(2014年1月1日至2018年12月31日)，以1年为一个阶段，共划分为5个阶段。研究区已有疏放水钻孔37个，待设计钻孔区有放水节点239个，拟设计新增钻孔52个。因此，管理模型目标函数为：

利用分解后的模型(Ⅱ)和模型(Ⅲ)，利用前文建立的水文地质模型可分别计算出各节点的自然水位标高和单位脉冲响应函数。根据求得单位脉冲响应函数，基于单纯形法，根据文献(许光泉等,2000)采用编程计算可得到管理模型的最优解。管理模型最优解见表3。

1.4 统计学方法 采用SPSS 18.0统计软件对数据进行统计分析。计量资料以x±s表示，组间比较采用t检验；计数资料采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

5 管理方案的结果分析

矿井疏放水的目的，是使灰岩含水层的地下水位将至安全开采临界水位以下，同时还应综合考虑单孔的实际疏放条件以及矿井的最大排水能力。因此，地下水位约束条件包括水位约束和疏放量约束：

表3 地下水疏放管理模型的最优解 Table 3 The optimal solution of groundwater drainage management model

钻孔编号2014～2018年地下水优化疏放量(m3/d)2014年2015年2016年2017年2018年3138.00 108.41 215.45 177.06 135.44 8115.11 318.58 378.44 215.89 70.35 1295.75 391.83 233.50 137.02 261.66 23152.08 115.45 379.85 198.29 435.94 24104.55 118.98 207.09 286.65 76.51 2697.50 494.62 228.21 138.78 48.70 27206.65 368.95 153.57 251.44 129.33 30173.20 242.20 426.70 511.88 207.09 34317.56 386.90 187.73 210.61 583.81 36203.13 305.92 196.53 321.52 314.43 3825.33 122.15 168.27 124.69 377.85 3967.58 118.98 239.02 215.89 97.46 4035.89 130.96 105.52 55.34 139.01 4123.57 225.62 113.26 152.69 68.59 4283.42 214.38 129.63 231.74 216.29 43409.10 194.28 101.82 156.04 279.66 44139.75 117.21 256.38 216.58 427.54 4523.57 72.86 86.31 146.16 499.71 4697.50 97.50 77.51 128.56 387.05 钻孔编号2014～2018年地下水优化疏放量(m3/d)2014年2015年2016年2017年2018年4772.86 196.43 126.64 93.35 149.57 4886.94 160.15 99.18 64.37 148.16 49108.07 272.13 128.93 44.74 209.25 50657.31 124.88 194.77 135.94 92.47 5125.33 122.50 351.69 110.80 48.66 5237.65 182.00 51.00 80.69 53.84 5353.50 71.10 253.10 84.79 62.65 54129.19 158.04 56.38 185.23 81.08 5528.85 49.98 187.29 151.10 329.30 5685.18 251.69 111.68 288.41 71.80 5739.41 139.75 96.36 293.35 61.41 58307.00 260.83 156.04 462.35 54.55 5930.61 136.58 235.50 89.32 64.50 60113.35 213.69 116.61 119.41 53.60 61199.61 154.52 74.89 194.77 318.39 6283.42 111.93 77.70 65.18 400.73 63310.52 140.44 118.00 139.46 65.07 6444.69 67.58 715.94 188.07 110.31 合计 4922.73 6960.00 7036.48 6668.16 7131.77

图3 优化后的疏放水钻孔布置图 Fig.3 Arrangement plan of optimized drainage holes

根据矿井水文地质勘探资料及抽(放)水试验成果分析，区内C3I组灰岩露头处覆盖有10.2～32.1 m厚的新生界黏土隔水层，表明该含水层不与上覆新生界松散含水层发生水力联系；C3I组灰岩含水层主要补给来源于灰岩露头区的侧向补给，以及导水断层和岩溶裂隙的越流补给。因此，研究区的边界条件可以概化为C3Ⅰ段灰岩含水层上部为隔水边界，下部为弱补给边界，东部F6断层边界为隔水边界，南部灰岩露头处、西部十一东勘探线和北部-750 m开采水平等值线边界均为流量边界，如图2所示。

11月1日，河北省政府出台《做大做强农业产业化龙头企业的意见》。《意见》提出，到2022年，全省农业产业化经营总量达到1万亿元以上，产业化经营率达到70%以上，农产品加工业与农林牧渔业产值之比达到2.4∶1。70%以上的省级重点龙头企业拥有“三品一标”认证，挂牌上市的龙头企业达到100家以上。重点打造小麦、玉米、油料、乳品、肉类、果蔬、主食七个产值超千亿元的特色优势产业。

(1)2014年1月至2014年9月(共计9个月)，由于井下施工新设计的27个钻孔，造成地下水疏放量和水位的实测值与模型模拟值存在一定差距(图4和图5)。

(2)2014年10月至2016年12月(共计27个月)，井下灰岩地下水的疏放量一直控制在7000 m3/d左右(图4)，实测水位值与模拟值逐渐靠近，到2016年12月30日观测孔实测水位值与预计值的绝对误差在0.35～0.62 m之间(图5)，实际疏放量和地下水水位与模型预测趋于一致。

综上分析可知，本文建立的地下水疏放管理模型无论在理论上还是实践中都是正确的、可行的，对矿山“疏水—保水”相结合的目标实现，具有很好的指导作用。

客观地说，研究“动点路线问题”就是追踪点的运动路线，这种路线就是符合某些条件的所有点的集合，本质上就是轨迹问题.初中“点的集合”体现在两个方面：一个方面是平面几何中的“集合”，如角平分线、线段垂直平分线、圆(或圆弧);另一方面是“函数的图像”，坐标满足一定函数关系的点的集合就是该函数的图像，初中主要有“一次函数—直线”、“反比例函数—双曲线”和“二次函数—抛物线”.

第三，多次判定。结合标准设定步骤要求，重复开展书签标记工作，只有各级别分割的难度值得到全部专家认同才能够停止。

图4 地下水实测疏放量与模型优化疏放量比较 Fig.4 Comparison of measured values and analog values ofgroundwater dewatering volume

图5 地面水位观测孔实测水位值与模拟水位值比较 Fig.5 Comparison of measured values and simulated values of groundwater level in ground observation holes

6 结论

(1)潘北煤矿西翼采区在保持原有疏放水钻孔和疏放量不变条件下，至少需要在22 a 时间才能使-750 m水平以上的C3Ⅰ段灰岩地下水位降至安全开采临界水位以下。因此，必须在已有放水巷道的基础上继续向西施工疏放水巷道和钻孔，通过优化巷道内疏放水钻孔的布置和疏放量的分配，才能尽早实现A煤层安全开采和最大程度减少地下水资源浪费。

(2)通过对研究区地质及水文地质条件分析，建立了C3Ⅰ段灰岩水文地质模拟模型，经反复模拟、验算得出14个分区的渗透系数和储水率，为地下水疏放目标管理模型的正确建立及求解提供了前提和保障。

(3)在水文地质模拟模型基础上，建立了以最小疏放量为目标函数，以水位和疏放量为约束条件的矿山地下水疏放管理模型。根据模型的最优解，对区内疏放水钻孔进行了重新分配和布置，使得A煤层的开采时间由22 a 后缩短为5 a 之内，地下水疏放量由2.31×107 m3减少为1.19×107 m3。

(4)本文建立的矿山地下水疏放管理模型和优化方案，经现场实际验证是正确的、可行的，这将为类似条件下矿山地下水疏放管理工作提供一定的借鉴作用。

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(The literature whose publishing year followed by a “&” is in Chinese with English abstract;The literature whose publishing year followed by a “#” is in Chinese without English abstract)

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