chapter 5 矿井涌水量预测.ppt

第五章矿井涌水量预测
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,确定排水能力和防治措施的重要依据。在煤勘和矿建生产中重大意义。
2017/10/28
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包括:
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: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: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: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。
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回顾:矿井涌水量观测
(点)的布设原则
矿井涌水量观测站点分:固定站点和临时站2种。
一般情况下,矿井的每一开采水平,每一水平的不同开采翼不同开采层,疏干石门或水文地质条件复杂的开采区域,长期涌水的突水点,放水孔等重要的水点,都要设立固定站,对井下涌水量进行长期测定。
采掘工作面的探放水钻孔,一般出水点,井筒新揭露的含水层等,通常都设置临时站测定涌水量。
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重要涌水点附近、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等,都是设站点的位置。

(1)对井下新揭露的突水点、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。
(2)各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设站观测,每月观测1-3次,雨季观测次数应适当增加。
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(4)当采掘工作面上方影响范围内有地表水体、富含水层、穿过构造断裂带或接近老窑积水区时,应每天观测。
(5)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,
(7)井下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。
精查:预计矿井总涌水量、首采区及第一水平的正常和最大涌水量;建井预计井筒、开拓巷道的涌水量;生产阶段:进行开采水平、采区、巷道和矿井总涌水量的计算,在有条件时,还应对有可能突水的地段进行突水量预计。
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预计不但工作量大、复杂,而且还不易准确预计。
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
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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,后期评价采用前期参数,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、选用代表性的水文地质参数、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。
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,充水因素和水动力特征(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
(3)解算数学模型和评价预测结果
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第一节水文地质比拟法
第二节回归分析法
第三节涌水量曲线方程法
第四节解析法
第五节水均衡法及其它方法简介
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矿井涌水量预计方法
第一节水文地质比拟法
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水文地质比拟法是利用地质和