Chapter5矿井涌水量预测.ppt

矿井涌水量:是矿井建设和生产中单位时间内通过各种途径流入矿井的水量。意义:它是对煤田进行水文地质条件复杂程度评价、技术经济评价、合理开发合理开发的重要指标,是设计和生产部门制订采掘方案,确定排水能力排水能力和防防治措施治措施的重要依据。在煤勘和矿建生产中重大意义。2016-10-2612016-10-262包括:包括:??矿井正常涌水量:矿井正常涌水量:开采系统达到某一标高时,正常状态下保持相对稳定时的总涌水量,通常指平水年的涌水量;??矿井最大涌水量:矿井最大涌水量:正常状态下开采系统在丰水年雨季时的最大涌水量;??开拓井巷涌水量:开拓井巷涌水量:井筒(立、斜井)和巷道(平硐、平巷、斜巷、石门)在开拓过程中的涌水量‘??疏干工程的排水量:疏干工程的排水量:在规定的疏干时间内,将水位降到某一规定标高时所需的疏干排水强度;??矿井突水量:矿井突水量:矿井采掘过程中在某些因素的作用下,含水层(体)中地下水突破隔水层而突然进入开采系统的水量,往往是正常涌水量的整数倍或数十倍。2016-10-263回顾:回顾:(点)的布设布设原则原则?矿井涌水量观测站点分:固定站点固定站点和临时站临时站2种。?一般情况下,矿井的每一开采水每一开采水平,每一水平的不同开采翼不同开采层不同开采层,疏干石门疏干石门或水文地质条件复杂的开采区域水文地质条件复杂的开采区域,长期涌水的突水点长期涌水的突水点,放水孔放水孔等重要的水点,都要设立固定固定站站,对井下涌水量进行长期测定。?采掘工作面的探放水钻孔探放水钻孔,一般出水点,井筒新揭露的含井筒新揭露的含水层水层等,通常都设置临时站临时站测定涌水量。2016-10-、水文地质条件复杂区域、排水井的下游、疏干石门水沟的出口处或各主要含水层水沟的下游、不同开采翼大巷水沟入水仓不同开采翼大巷水沟入水仓等,都是设站点的位置。(1)对井下新揭露新揭露的突水点、探放水钻孔,在涌水量尚未稳定和尚未掌握其变化规律前,观测时间间隔要短间隔要短。(2)各固定站固定站的观测间隔时间应根据各矿井的水文地质条件确定。(3)矿井涌水量观测一般应分矿井水平矿井水平设站观测,每月观测1-31-3次次,雨季雨季观测次数应适当增加。2016-10-(4)当采掘工作面采掘工作面上方影响范围内有地表水体、富含水层、穿过构造断裂带构造断裂带或接近老窑积水区时,应每天观测每天观测。(5)新凿新凿立井、斜井,垂深每延伸10m,观测一次涌水量;掘至新的含水层时,也应观测(6)涌水量的观测的观测,应注重观测的连续性和精度连续性和精度,(7)井下疏水降压钻孔疏水降压钻孔涌水量、水压观测。在涌水量、水压稳定前,应每小时观测1-2次,涌水量、水压基本稳定后,按正常观测要求进行。2016-10-266预计不但工作量大、复杂,而且还预计不但工作量大、复杂,而且还不易准确预计不易准确预计。在70年代末期,地质部联合冶金部、煤炭部各地质局和有关院校等二十多个单位对55个大水岩溶矿床进行了调查,初步总结出预计涌水量和实际涌水量相比,误差小于30%的占10%,误差大于50%的占80%。其中,河南平顶山煤矿精查报告对-80水平的涌水量预计为14544m3/d,而开采后实测涌水量为960m3/d,误差达1415%。预测涌水量,制定防治水方案:1、大了:安全,但工程量大2、小了:费用低,但不安全2016-10-267预计误差较大的原因:①水文地质条件未查清:水文地质条件的合理分析是正确预测涌水量的基础,如未查清,则判断错误,结论不符;②选取参数缺乏代表性: 随着开掘活动的影响,水文地质参数发生改变,后期后期评价采用前期前期参数,缺乏代表性;③数学模型选择不当: 选择的数学模型必须以水文地质模型为依据,水文地质条件未查明,导致模型选择不当;矿井涌水量预计必须遵循三原则:查明条件查明条件、选用代表性的选用代表性的水文地质参数水文地质参数、选择正确的数学模型选择正确的数学模型。涌水量预计步骤之一(两建一解模型)(1)查清条件,建立矿井水文地质模型。查清条件,建立矿井水文地质模型。?首先查明自然条件下水文地质单元(或工作区)的特征,?如查清主要充水含水层含水层的均质性,边界条件,含水层厚度、范围,补给、径流、排泄条件,动态变化和静止水头分布、水力坡度等,常绘综合水文地质图和各种图表来体现与检验;?然后,根据开采方案,概化边界条件概化边界条件,充水因素和水动充水因素和水动力特征力特征(如层流、紊流、平面流、空间流、稳定非稳定流等),建立矿井水文地质模型。(2)确定合适的计算方法,建立数学模型确定合适的计算方法,建立数学模型(3)解算数学模型和