《礦井涌水量預測》PPT課件

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1、第五章礦井涌水量預測江西榨一煤礦內容安排第一節(jié)概述第二節(jié)水文地質比擬法第三節(jié)Q-S曲線外推法第四節(jié)水均衡法第五節(jié)解析法第六節(jié)數(shù)值法礦井涌水量是指礦山建設和生產過程中單位時間內流入礦井(包括各種巷道和開采系統(tǒng))的水量。第一節(jié)概述礦床水文地質條件類型礦床水文地質條件復雜程度礦床開發(fā)經(jīng)濟技術條件礦山疏干排水設計礦井生產能力防治水措施確定依據(jù)一、礦井涌水量預測內容1、礦井正常涌水量開采系統(tǒng)達到某一標高(或水平)時，正常狀態(tài)下保持相對穩(wěn)定時的總涌水量。通常是指平水年的涌水量。2、礦井最大涌水量正常狀態(tài)下開采系

2、統(tǒng)在豐水年雨季時的最大涌水量。3、開拓井巷涌水量井筒(立井、斜井)和巷道(平硐、平巷、斜巷、石門)在開拓過程中的涌水量。主要工作4、疏干工程的排水量在規(guī)定的疏干時間內，將水位降到某一規(guī)定標高時所需的疏干排水強度。5、礦井突水量礦井采掘過程中在某些因素的作用下，含水層(體)中的地下水突破隔水層而突然進入開采系統(tǒng)的水量，突水量常常是正常涌水量的數(shù)倍甚至數(shù)十倍。人為難以預測！1977～1978年，地質礦產部曾對55個重點巖溶充水礦山進行了水文地質回訪調查，礦井涌水量預測值與開采后的實際涌水量的對比表明：1

3、0％的礦區(qū)--誤差小于30％80％的礦區(qū)--誤差大于50％個別礦區(qū)----誤差達數(shù)10倍、100倍例1：葉莊鐵礦預測值為417.4m3/d，實際值為預測值的256.3倍。實際涌水量預測方案一預測方案二6048m3/d80524.8m3/d95299.2m3/d誤差1231%誤差1475%例2：泗頂鉛鋅礦二、預測失誤的原因分析1、水文地質條件的復雜性認識不足，對水文地質條件未予查清；葉莊礦：三個方面補給邊界←一個補給方向楊二礦：半封閉型地下水系統(tǒng)←開放型大水礦區(qū)紅巖礦：水源底板茅口組灰?guī)r←頂板長興組灰

4、巖2、水文地質模型概化不當，選用的水文地質參數(shù)不妥，缺乏代表性；葉莊礦：單孔抽水試驗二次降深得K=0.215m/d←三次降深抽水試驗得K=11.67m/d，增長44倍；3、數(shù)學模型選擇不當。數(shù)學模型-水文地質模型-水文地質勘探資料二、預測失誤的原因分析求解參數(shù)的關鍵環(huán)節(jié)！三、礦井涌水量預測的特點礦井涌水量預測以準確地預測豐水期最大涌水量為目標；我國礦井大多分布于基巖山區(qū)，充水條件差異懸殊，補排條件復雜，邊界、結構與流態(tài)復雜，定量化難度大。礦山井巷類型與空間分布千變萬化，開采方法、速度與規(guī)模等生產條件

5、復雜且不穩(wěn)定，給礦井涌水量預測帶來諸多不確定性因素。礦井涌水量預測多為大降深，必然導致對礦區(qū)水文地質條件的嚴重干擾與破壞，且破壞強度難于預料與定量化。礦井地質調查中，水文地質工作投入技術條件較差、投資少、工程控制程度低，在客觀上給涌水量預測帶來一定困難。四、礦井涌水量預測步驟-3第一步：建立水文地質(概化)模型要求:(1)概化已知狀態(tài)下礦區(qū)水文地質條件；(2)給出未來開采井巷的內部邊界條件；(3)預測未來開采條件下的外部邊界。以條件復雜的大水礦井為例，大致分三個階段：第一階段(初勘階段)，通過初勘資

6、料，對礦床水文地質條件概化，提出水文地質模型的“雛型”，它可作為大型抽(放)水試驗設計的依據(jù)；第二階段(詳勘階段)，根據(jù)勘探工程提供的各種信息，特別是大型抽(放)水試驗資料，完成對水文地質模型“雛型”的調整，建立水文地質模型的“校正型”；第三階段，在水文地質模型“校正型”的基礎上，根據(jù)開采方案(即疏干工程的內邊界條件)預測未來開采條件下外邊界的變化規(guī)律，建立水文地質模型的“預測型”。第二步：選擇計算方法，建立相應的數(shù)學模型常用的數(shù)學模型為：數(shù)學模型分類非確定性統(tǒng)計模型確定性模型混合型模型經(jīng)驗方程（比

7、擬法）Q-S曲線方程回歸方程滲流型非滲流型解析解-井流方程數(shù)值解有限元法有限差分法穩(wěn)定井流公式非穩(wěn)定井流公式第三步：求解數(shù)學模型，評價預測結果數(shù)學模型的解算是對水文地質模型和數(shù)學模型進行全面驗證識別的過程，最終使所建模型和預測結果更加合理和趨于實際。第二節(jié)水文地質比擬法水文地質比擬法利用地質和水文地質條件相似、開采方法基本相同的生產礦井的排水或涌水量觀測資料，來預測新建礦井的涌水量。前提:①新建礦井與老礦井的條件應基本相似；②老礦井要有長期的水量觀測資料，保證涌水量與各影響因素之間數(shù)學表達式的可靠程

8、度。一、富水系數(shù)法富水系數(shù)：指一定時間內礦井排出的總水量Q0與同時期內的采礦量P0之比。已建礦新建礦富水系數(shù)不僅取決于礦區(qū)的自然條件，而且還與開采條件有關，因此還要充分考慮開采方法、范圍、進度等方面的相似性。為了排除生產條件的影響，對該法作修正，采用綜合平均值作為比擬依據(jù)。采礦量P0采空區(qū)面積F0采掘長度L0采空體積V0綜合二、單位涌水量比擬法疏干面積F0和水位降深S0是礦井涌水量Q0變化的主要影響因素。根據(jù)生產礦井有關資料求得的單位涌水量q0，可作為預測類似條件下新