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第五章 矿井突水系统分析; 矿井生产过程中经常发生突然性的突水事故，突水后及时准确判断突水水源是矿井防治突水工作中的关键所在。由于矿井水文地质信息缺乏，运用数学方法来分析水质化验资料，从而判断突水水源，不失为一种行之有效的矿井地质工作方法。;一、矿区各含水层水质特征（一）中奥陶系灰岩含水层;（二）石炭系第二层灰岩含水层;（三）石炭系第八层灰岩含水层;（四）二叠系砂岩含水层;（五）第三系底部砾岩含水层;（六）老窑水; 综上所述，各含水层由于其所处的地化环境不同，形成了各自不同的水化学特征，根据出水点的水质分析结果可以初步判断其水源。表 5-1 是从大量的水质分析试验中总结出来的各含水层主要水质分析指标的对比情况（皆取平均值），可作为快速判断突水层位的参考（汪世花，1998 年）。;;二、模糊概率法的运用（一）数学原理;(二)判别步骤 1.初步判别;2 .详细识别;;3 .校正性识别;三、模糊贴近度法的运用;（一）模糊贴近度数学模型;;（二）模糊贴近度法应用实例;表5-3 井田内各出水点水质化验结果;; 由表 5-4 ，判断 311 工作面突水水源为石炭系灰岩岩 溶地下水。基于石炭系L8、L9灰岩含水层薄（L8～9 厚 10m ）、 动力补给弱、渗透性随深度而减弱的特点，加之寒武系强岩 溶水不参与 311工作面突水，故判断 311 工作面继续回采不会产生特大突水事故。此结论对 311 工作面处理作出正确决策提供理论依据，排除了在突水点外留 50m 煤柱重开切眼回采的方案。经生产实践证实此结论正确，使矿井免于损失近 10 万 t 的煤炭资源。 上述应用贴近度分析结果是由 PC-1500 机自动完成，也可用计算器完成。该方法计算简单可靠，在水质化验资料横向对比中实现了定量化、数据化解释，为合理判断突水水源提供了科学依据（李栋臣， 1993 年）。;第二节 矿井突水通道分析;一、断层通道的特征分析;（一）断层角砾岩;（二）碎粒岩;（三）糜棱岩;（四）断层泥;二、节理通道特征分析;（一）节理的野外观测;1.观察点的选定;2 ．观侧内容; 岩层的厚度影响节理发育的间距。岩层越厚，节理间距越大。由于层面的发育会降低岩石的强度，所以岩性相同而层厚不等的岩石，在同样外力作用下，薄层中的节理间距小、密度大。; 节理发育程度也可以单位面积内节理长度来表示，如一定半径（ r ）的圆内节理长度之和（ I ) ，即;（5）节理的延伸。从节理与岩层的关系，可分为层内节理和穿层节理。在观测节理顺走向的延伸上，应注意节理的平行性和延伸长度。对于区域性节理，应注意节理走向在区域范围的变化趋势。;（8）节理含矿性和充填物的观察。节理常常是重要的含矿构造，应注意节理是否含矿以及含矿节理占节理总数的百分数。;3 ．节理的测量和记录;表 5-5 节理观测点登记表;（二）节理资料整理;1）节理玫瑰花图;2 ）节理极点图;;2 ．节理资料的电算处理;第三节 矿井涌水量计算;一、水文地质比拟法（一）富水系数法;（二）单位涌水量法;（二）单位涌水量法;（二）单位涌水量法;二、水均衡法;二、水均衡法;二、水均衡法;二、水均衡法;二、水均衡法;二、水均衡法;二、水均衡法;二、水均衡法;二、水均衡法;三、数值模拟法（一）平面法;三、数值模拟法（一）平面法;三、数值模拟法（二）立体法;三、数值模拟法（二）立体法;三、数值模拟法（二）立体法;三、数值模拟法（二）立体法;式中 r——充水含水层层数（r=1,2,…，n)； k——各充水含水层的源（汇）点数（k=1,2，…，m)； Hr (x,y,t)——第r含水层在点（x，y）、t时刻的水位，m； Hr0（x，y)——第r含水层在点（x，y）、初始时刻的水位，m； Hrl (x,y,t)——第r含水层在一类边界上，在点(x，y）、t时刻的 已知水位，m； qr(x,y,t)——第r含水层在二类边界上，在点(x，y、t）时刻的单 宽流量，㎡/d； Qrk——第r含水层，第k点源（汇）项的垂向交换水量，m3/d； Trx，Try ——第r含水层最大和最小渗透方向的导水系数，㎡/d； Sr —— 第 r 层含水层的储（释）水系数；;; “拟三维”数学模型的建立，展示了我国矿井涌水量预测方法的必威体育精装版发展动态，它不仅能预测矿井总涌水量的大小，而且还能预测总涌水量的组成和分布特征。武强教授引用该方法在河南省焦作矿区进行实例计算时，收到很好的效果，在一定程度上解决了长期困扰大水矿区的水害防治问题。;