第五章 矿井涌水量预测.pptVIP

3．确定方程中的待定参数a和b⑴图解法:一般情况下，利用各类型的直线方程图线，可由求出参数a和b。结果：a为截距，b为直线的斜率注意：Ⅲ幂曲线型中，b为斜率的倒数第29页，共67页，星期日，2025年，2月5日②抛物线型③幂曲线型④对数曲线型①直线型将参数a,b及设计的水位降深S设计值代入原方程，即可外推钻孔涌水量。⑵最小二乘法：当精度要求较高时采用第30页，共67页，星期日，2025年，2月5日4、井径换算由于抽水试验的钻孔孔径远小于井筒直径，为消除井径的影响，所以在预测井筒涌水量时需进行井径换算。对数关系平方根关系第31页，共67页，星期日，2025年，2月5日实践表明，井径对涌水量的影响一般比对数关系大，比平方根关系小。因而提出用二次或二次以上不同井径的抽水试验资料，建立由井径d换算涌水量的经验公式如下：式中，参数m和n可用最小二乘法求出。第32页，共67页，星期日，2025年，2月5日Q－S曲线法的优点：⑴避开了各种水文地质参数；⑵计算简单易行；⑶适用：水文地质条件复杂，边界条件复杂而难以建立解析公式的矿区。如：广东某金属矿区，曾用Q-S曲线法预测＋50m水平的涌水量为14450m3／d，与巷道放水外推的数值(14000m3／d)接近，而用解析法预测的结果(12608m3／d)则偏小12％。第33页，共67页，星期日，2025年，2月5日一般认识：I型曲线，出现在承压含水层或潜水含水层(水位降深与含水层厚度相比应很小)中，地下水呈层流状态；Ⅱ型曲线，在富水性强的含水层中强烈抽水、地下水在水井附近或强径流通道附近发生紊流的情况下出现的，水位降深在一些地区与流量的平方成正比；Ⅲ、IV型曲线，在含水层规模小、补给条件差的情况下出现的，一定要用真正稳定的Q和S建立方程。第34页，共67页，星期日，2025年，2月5日注意：1、采用Q－S曲线法时，试验孔符合未来的开采条件，尽量采用大口径、大降深的抽水试验，长时间抽水，充分暴露水文地质条件，方能反映未来的开采条件。2、Q－S曲线方程法在作外推预测时，推断的范围一般不应超过抽水试验最大降深的2～3倍，否则预测的可靠性会降低。S试S推S总第35页，共67页，星期日，2025年，2月5日第四节水均衡法第36页，共67页，星期日，2025年，2月5日一、应用条件：位于分水岭地段的裸露型充水矿床，主要接受大气降水的补给。水文地质特征：含水层厚度较薄，水位埋藏深、变幅大、升降迅速；地层透水能力强，蓄水能力弱；抽水试验条件困难，常无效果；地下水动态与降雨直接相关；补给区主要在矿区范围附近，以垂向补给为主；矿区地下水与区域地下水很少发生水力联系，无侧向补给。地下水运动为非渗流型第37页，共67页，星期日，2025年，2月5日二、基本原理水均衡法是通过研究某一时期(均衡期)矿区(均衡区)地下水各收支项目之间的关系，建立地下水均衡方程，计算矿井涌水量。V补—V排＝△V储式中：V补—均衡期内均衡区的补给量V排—均衡期内均衡区的排泄量△V储—均衡期内均衡区储存量的变化第38页，共67页，星期日，2025年，2月5日侧向流入大气降水人渗V补：地表水体渗漏补给其它含水层越流补给人工灌溉入渗等V排：人工排泄侧向径流排泄天然排泄地下水蒸发排泄向其它含水层越流△V储：弹性释放重力给水均衡要素均衡法一般只适用于完整的水文地质单元内补给和排泄量容易确定并且有长期观测资料的矿区总涌水量的概算。第39页，共67页，星期日，2025年，2月5日例1：某井田的充水岩层两侧被阻水断层所切割和限制，与区域地下水失去水力联系，而且顶、底板都是隔水层，自成独立的水文地质单元，开采煤层需要疏干含水层，当为定流量排水时，其矿井涌水量的计算公式可表示为：弹性给水重力给水第40页，共67页，星期日，2025年，2月5日例2：湖南某铁矿位于当地侵蚀基准面以上裸露的山岭斜坡