《礦井涌水量預(yù)測(cè)》PPT課件

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1、第五章礦井涌水量預(yù)測(cè)江西榨一煤礦內(nèi)容安排第一節(jié)概述第二節(jié)水文地質(zhì)比擬法第三節(jié)Q-S曲線外推法第四節(jié)水均衡法第五節(jié)解析法第六節(jié)數(shù)值法礦井涌水量是指礦山建設(shè)和生產(chǎn)過程中單位時(shí)間內(nèi)流入礦井(包括各種巷道和開采系統(tǒng))的水量。第一節(jié)概述礦床水文地質(zhì)條件類型礦床水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度礦床開發(fā)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件礦山疏干排水設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力防治水措施確定依據(jù)一、礦井涌水量預(yù)測(cè)內(nèi)容1、礦井正常涌水量開采系統(tǒng)達(dá)到某一標(biāo)高(或水平)時(shí)，正常狀態(tài)下保持相對(duì)穩(wěn)定時(shí)的總涌水量。通常是指平水年的涌水量。2、礦井最大涌水量正常狀態(tài)下開采系統(tǒng)在豐水年

2、雨季時(shí)的最大涌水量。3、開拓井巷涌水量井筒(立井、斜井)和巷道(平硐、平巷、斜巷、石門)在開拓過程中的涌水量。主要工作4、疏干工程的排水量在規(guī)定的疏干時(shí)間內(nèi)，將水位降到某一規(guī)定標(biāo)高時(shí)所需的疏干排水強(qiáng)度。5、礦井突水量礦井采掘過程中在某些因素的作用下，含水層(體)中的地下水突破隔水層而突然進(jìn)入開采系統(tǒng)的水量，突水量常常是正常涌水量的數(shù)倍甚至數(shù)十倍。人為難以預(yù)測(cè)！1977～1978年，地質(zhì)礦產(chǎn)部曾對(duì)55個(gè)重點(diǎn)巖溶充水礦山進(jìn)行了水文地質(zhì)回訪調(diào)查，礦井涌水量預(yù)測(cè)值與開采后的實(shí)際涌水量的對(duì)比表明：10％的礦區(qū)--誤差小

3、于30％80％的礦區(qū)--誤差大于50％個(gè)別礦區(qū)----誤差達(dá)數(shù)10倍、100倍例1：葉莊鐵礦預(yù)測(cè)值為417.4m3/d，實(shí)際值為預(yù)測(cè)值的256.3倍。實(shí)際涌水量預(yù)測(cè)方案一預(yù)測(cè)方案二6048m3/d80524.8m3/d95299.2m3/d誤差1231%誤差1475%例2：泗頂鉛鋅礦二、預(yù)測(cè)失誤的原因分析1、水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性認(rèn)識(shí)不足，對(duì)水文地質(zhì)條件未予查清；葉莊礦：三個(gè)方面補(bǔ)給邊界←一個(gè)補(bǔ)給方向楊二礦：半封閉型地下水系統(tǒng)←開放型大水礦區(qū)紅巖礦：水源底板茅口組灰?guī)r←頂板長(zhǎng)興組灰?guī)r2、水文地質(zhì)模型概化不當(dāng)，選

4、用的水文地質(zhì)參數(shù)不妥，缺乏代表性；葉莊礦：?jiǎn)慰壮樗囼?yàn)二次降深得K=0.215m/d←三次降深抽水試驗(yàn)得K=11.67m/d，增長(zhǎng)44倍；3、數(shù)學(xué)模型選擇不當(dāng)。數(shù)學(xué)模型-水文地質(zhì)模型-水文地質(zhì)勘探資料二、預(yù)測(cè)失誤的原因分析求解參數(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)！三、礦井涌水量預(yù)測(cè)的特點(diǎn)礦井涌水量預(yù)測(cè)以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)豐水期最大涌水量為目標(biāo)；我國礦井大多分布于基巖山區(qū)，充水條件差異懸殊，補(bǔ)排條件復(fù)雜，邊界、結(jié)構(gòu)與流態(tài)復(fù)雜，定量化難度大。礦山井巷類型與空間分布千變?nèi)f化，開采方法、速度與規(guī)模等生產(chǎn)條件復(fù)雜且不穩(wěn)定，給礦井涌水量預(yù)測(cè)帶來諸多不

5、確定性因素。礦井涌水量預(yù)測(cè)多為大降深，必然導(dǎo)致對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)條件的嚴(yán)重干擾與破壞，且破壞強(qiáng)度難于預(yù)料與定量化。礦井地質(zhì)調(diào)查中，水文地質(zhì)工作投入技術(shù)條件較差、投資少、工程控制程度低，在客觀上給涌水量預(yù)測(cè)帶來一定困難。四、礦井涌水量預(yù)測(cè)步驟-3第一步：建立水文地質(zhì)(概化)模型要求:(1)概化已知狀態(tài)下礦區(qū)水文地質(zhì)條件；(2)給出未來開采井巷的內(nèi)部邊界條件；(3)預(yù)測(cè)未來開采條件下的外部邊界。以條件復(fù)雜的大水礦井為例，大致分三個(gè)階段：第一階段(初勘階段)，通過初勘資料，對(duì)礦床水文地質(zhì)條件概化，提出水文地質(zhì)模型的“雛

6、型”，它可作為大型抽(放)水試驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)；第二階段(詳勘階段)，根據(jù)勘探工程提供的各種信息，特別是大型抽(放)水試驗(yàn)資料，完成對(duì)水文地質(zhì)模型“雛型”的調(diào)整，建立水文地質(zhì)模型的“校正型”；第三階段，在水文地質(zhì)模型“校正型”的基礎(chǔ)上，根據(jù)開采方案(即疏干工程的內(nèi)邊界條件)預(yù)測(cè)未來開采條件下外邊界的變化規(guī)律，建立水文地質(zhì)模型的“預(yù)測(cè)型”。第二步：選擇計(jì)算方法，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型常用的數(shù)學(xué)模型為：數(shù)學(xué)模型分類非確定性統(tǒng)計(jì)模型確定性模型混合型模型經(jīng)驗(yàn)方程（比擬法）Q-S曲線方程回歸方程滲流型非滲流型解析解-井流方程數(shù)

7、值解有限元法有限差分法穩(wěn)定井流公式非穩(wěn)定井流公式第三步：求解數(shù)學(xué)模型，評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)結(jié)果數(shù)學(xué)模型的解算是對(duì)水文地質(zhì)模型和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行全面驗(yàn)證識(shí)別的過程，最終使所建模型和預(yù)測(cè)結(jié)果更加合理和趨于實(shí)際。第二節(jié)水文地質(zhì)比擬法水文地質(zhì)比擬法利用地質(zhì)和水文地質(zhì)條件相似、開采方法基本相同的生產(chǎn)礦井的排水或涌水量觀測(cè)資料，來預(yù)測(cè)新建礦井的涌水量。前提:①新建礦井與老礦井的條件應(yīng)基本相似；②老礦井要有長(zhǎng)期的水量觀測(cè)資料，保證涌水量與各影響因素之間數(shù)學(xué)表達(dá)式的可靠程度。一、富水系數(shù)法富水系數(shù)：指一定時(shí)間內(nèi)礦井排出的總水量Q0與同時(shí)期內(nèi)

8、的采礦量P0之比。已建礦新建礦富水系數(shù)不僅取決于礦區(qū)的自然條件，而且還與開采條件有關(guān)，因此還要充分考慮開采方法、范圍、進(jìn)度等方面的相似性。為了排除生產(chǎn)條件的影響，對(duì)該法作修正，采用綜合平均值作為比擬依據(jù)。采礦量P0采空區(qū)面積F0采掘長(zhǎng)度L0采空體積V0綜合二、單位涌水量比擬法疏干面積F0和水位降深S0是礦井涌水量Q0變化的主要影響因素。根據(jù)生產(chǎn)礦井有關(guān)資料求得的單位涌水量q0，可作為預(yù)測(cè)類似條件下新