《矿井涌水量预测》PPT课件

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1、第五章矿井涌水量预测江西榨一煤矿内容安排第一节概述第二节水文地质比拟法第三节Q-S曲线外推法第四节水均衡法第五节解析法第六节数值法矿井涌水量是指矿山建设和生产过程中单位时间内流入矿井(包括各种巷道和开采系统)的水量。第一节概述矿床水文地质条件类型矿床水文地质条件复杂程度矿床开发经济技术条件矿山疏干排水设计矿井生产能力防治水措施确定依据一、矿井涌水量预测内容1、矿井正常涌水量开采系统达到某一标高(或水平)时，正常状态下保持相对稳定时的总涌水量。通常是指平水年的涌水量。2、矿井最大涌水量正常状态下开采系

2、统在丰水年雨季时的最大涌水量。3、开拓井巷涌水量井筒(立井、斜井)和巷道(平硐、平巷、斜巷、石门)在开拓过程中的涌水量。主要工作4、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。5、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)中的地下水突破隔水层而突然进入开采系统的水量，突水量常常是正常涌水量的数倍甚至数十倍。人为难以预测！1977～1978年，地质矿产部曾对55个重点岩溶充水矿山进行了水文地质回访调查，矿井涌水量预测值与开采后的实际涌水量的对比表明：1

3、0％的矿区--误差小于30％80％的矿区--误差大于50％个别矿区----误差达数10倍、100倍例1：叶庄铁矿预测值为417.4m3/d，实际值为预测值的256.3倍。实际涌水量预测方案一预测方案二6048m3/d80524.8m3/d95299.2m3/d误差1231%误差1475%例2：泗顶铅锌矿二、预测失误的原因分析1、水文地质条件的复杂性认识不足，对水文地质条件未予查清；叶庄矿：三个方面补给边界←一个补给方向杨二矿：半封闭型地下水系统←开放型大水矿区红岩矿：水源底板茅口组灰岩←顶板长兴组灰

4、岩2、水文地质模型概化不当，选用的水文地质参数不妥，缺乏代表性；叶庄矿：单孔抽水试验二次降深得K=0.215m/d←三次降深抽水试验得K=11.67m/d，增长44倍；3、数学模型选择不当。数学模型-水文地质模型-水文地质勘探资料二、预测失误的原因分析求解参数的关键环节！三、矿井涌水量预测的特点矿井涌水量预测以准确地预测丰水期最大涌水量为目标；我国矿井大多分布于基岩山区，充水条件差异悬殊，补排条件复杂，边界、结构与流态复杂，定量化难度大。矿山井巷类型与空间分布千变万化，开采方法、速度与规模等生产条件

5、复杂且不稳定，给矿井涌水量预测带来诸多不确定性因素。矿井涌水量预测多为大降深，必然导致对矿区水文地质条件的严重干扰与破坏，且破坏强度难于预料与定量化。矿井地质调查中，水文地质工作投入技术条件较差、投资少、工程控制程度低，在客观上给涌水量预测带来一定困难。四、矿井涌水量预测步骤-3第一步：建立水文地质(概化)模型要求:(1)概化已知状态下矿区水文地质条件；(2)给出未来开采井巷的内部边界条件；(3)预测未来开采条件下的外部边界。以条件复杂的大水矿井为例，大致分三个阶段：第一阶段(初勘阶段)，通过初勘资

6、料，对矿床水文地质条件概化，提出水文地质模型的“雏型”，它可作为大型抽(放)水试验设计的依据；第二阶段(详勘阶段)，根据勘探工程提供的各种信息，特别是大型抽(放)水试验资料，完成对水文地质模型“雏型”的调整，建立水文地质模型的“校正型”；第三阶段，在水文地质模型“校正型”的基础上，根据开采方案(即疏干工程的内边界条件)预测未来开采条件下外边界的变化规律，建立水文地质模型的“预测型”。第二步：选择计算方法，建立相应的数学模型常用的数学模型为：数学模型分类非确定性统计模型确定性模型混合型模型经验方程（比

7、拟法）Q-S曲线方程回归方程渗流型非渗流型解析解-井流方程数值解有限元法有限差分法稳定井流公式非稳定井流公式第三步：求解数学模型，评价预测结果数学模型的解算是对水文地质模型和数学模型进行全面验证识别的过程，最终使所建模型和预测结果更加合理和趋于实际。第二节水文地质比拟法水文地质比拟法利用地质和水文地质条件相似、开采方法基本相同的生产矿井的排水或涌水量观测资料，来预测新建矿井的涌水量。前提:①新建矿井与老矿井的条件应基本相似；②老矿井要有长期的水量观测资料，保证涌水量与各影响因素之间数学表达式的可靠程

8、度。一、富水系数法富水系数：指一定时间内矿井排出的总水量Q0与同时期内的采矿量P0之比。已建矿新建矿富水系数不仅取决于矿区的自然条件，而且还与开采条件有关，因此还要充分考虑开采方法、范围、进度等方面的相似性。为了排除生产条件的影响，对该法作修正，采用综合平均值作为比拟依据。采矿量P0采空区面积F0采掘长度L0采空体积V0综合二、单位涌水量比拟法疏干面积F0和水位降深S0是矿井涌水量Q0变化的主要影响因素。根据生产矿井有关资料求得的单位涌水量q0，可作为预测类似条件下新