第七章煤礦涌水量預(yù)測.ppt

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1、煤礦涌水量預(yù)測煤礦涌水量預(yù)測目的：煤礦涌水量不僅是對煤田進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價的重要指標(biāo)，而且也是設(shè)計和生產(chǎn)部分制訂采掘方案、確定排水能力和防治措施的重要依據(jù)。任務(wù)：煤田勘探（詳勘）階段要進(jìn)行首采區(qū)及第一開采水平的正常和最大涌水量預(yù)計；煤礦建設(shè)和生產(chǎn)階段，要在勘探階段涌水量預(yù)計的基礎(chǔ)上，結(jié)合煤礦建設(shè)和生產(chǎn)過程中獲得的觀測資料進(jìn)行驗證對比和加以確定，對下一開采水平及水文地質(zhì)條件復(fù)雜的地段單獨進(jìn)行巷道、采區(qū)或采面涌水量預(yù)算。在有條件時，應(yīng)對有可能突水的地段進(jìn)行突水量預(yù)計。煤礦涌水量預(yù)測煤礦涌水量預(yù)測是建立在定性分析基礎(chǔ)上的定量評價。所以，預(yù)測結(jié)果是否準(zhǔn)確可靠，在很大程度上取決于定性分析成果（

2、如充水因素、邊界條件等）。涌水量預(yù)測一般有三個步驟：建立預(yù)測煤礦涌水量的水文地質(zhì)模型建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型代入?yún)?shù)解算數(shù)學(xué)模型煤礦涌水量預(yù)測涌水量預(yù)測一般有三個步驟：建立預(yù)測煤礦涌水量的水文地質(zhì)模型包括概化自然條件下的煤礦水文地質(zhì)條件，如礦區(qū)含水層及隔水層的基本結(jié)構(gòu)特征，以及地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件等；根據(jù)煤礦開采方案（如開采深度、范圍、方式等），確定煤礦的內(nèi)邊界條件；分析未來充水因素，預(yù)測不同時期開采時的外邊界條件。煤礦涌水量預(yù)測涌水量預(yù)測一般有三個步驟：建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型目前，常用的數(shù)學(xué)模型分確定性和非確定性兩種，確定性模型包括解析法、數(shù)值法、均衡法等，不確定性模型如經(jīng)驗方程（

3、比擬法）模型和回歸方程（相關(guān)分析）模型。煤礦涌水量預(yù)測涌水量預(yù)測一般有三個步驟：代入?yún)?shù)解算數(shù)學(xué)模型將參數(shù)代入數(shù)學(xué)模型求解，并對解算結(jié)果進(jìn)行分析評價，如發(fā)現(xiàn)解算結(jié)果不合理（或用不同方法解算結(jié)果相關(guān)懸殊，或與類似水文地質(zhì)模型的解算結(jié)果相差甚遠(yuǎn)），應(yīng)作認(rèn)真檢查，或修改水文地質(zhì)模型或修改參數(shù)進(jìn)行重新解算，直至合理時結(jié)束。相關(guān)比擬法研究涌水量與影響因素之間的數(shù)學(xué)規(guī)律為基礎(chǔ)，建立某種可以表達(dá)這種規(guī)律的函數(shù)關(guān)系，并依此來外推未來設(shè)計疏干條件下的煤礦涌涌水量。常用的有：水文地質(zhì)比擬法Q－s曲線法相關(guān)比擬法水文地質(zhì)比擬法原理：用地質(zhì)、水文地質(zhì)條件相似、開采方法相同的生產(chǎn)礦井的水文地質(zhì)資料，來預(yù)測新

4、礦井的涌涌水量。應(yīng)用條件：新、老礦井的水文地質(zhì)條件要基本相似老礦井有長期的涌水量觀測資料計算方法：相關(guān)比擬法相關(guān)比擬法相關(guān)比擬法水文地質(zhì)比擬法計算方法關(guān)鍵在于涌水量與開采面積和水位降深之間的關(guān)系是否成直線，應(yīng)按實際情況修改公式水文地質(zhì)比擬法計算公式相關(guān)比擬法Q－s曲線法原理：根據(jù)抽（放）水試驗所獲得的資料建立起來的Q－s曲線方程，預(yù)測井筒、礦井開采水平或開采地段的涌水量，反之，也可以根據(jù)涌水量預(yù)測水位降深。應(yīng)用條件：預(yù)測地區(qū)與試驗地區(qū)的水文地質(zhì)條件基本相似，同時，要有三個或三個以上的穩(wěn)定降深和階梯流量抽水試驗資料。計算方法：相關(guān)比擬法Q－s曲線法計算方法：（1）分析整理抽水試驗資料

5、，一般列出這樣的表格：抽水試驗資料表相關(guān)比擬法Q－s曲線法計算方法：（2）判別曲線類型，選擇計算公式①曲線Ⅰ,當(dāng)含水層均質(zhì)、等厚且抽水試驗水位降深不大，水井附近地下水運動狀態(tài)保持層流時，呈直線關(guān)系；②曲線Ⅱ，在富水性強(qiáng)的承壓含水層中進(jìn)行強(qiáng)烈抽水時，抽水井附近水流呈紊流狀態(tài)，而在離抽水進(jìn)較遠(yuǎn)的地方則水流仍保持層流狀態(tài)；大裂隙中的水呈紊流狀態(tài)，而小裂隙中的水仍呈層流狀態(tài)時，Q－s曲線呈拋物線型；③曲線Ⅲ，在地下水以儲存量為主且補(bǔ)給來源差和導(dǎo)水性強(qiáng)的地區(qū)，水位降深小時，涌水量隨降深大幅度增加；當(dāng)水位降深過一定深度后，涌水量隨降深增加的幅度很小，曲線有明顯的下垂現(xiàn)象，曲線呈冪函數(shù)型，④曲線

6、Ⅳ，對數(shù)曲線型，在富水性弱或分布范圍有限，以及地下水補(bǔ)給貧乏且儲量不大的含水層中抽水時；⑤曲線Ⅴ通常表明試驗有錯誤或資料不可靠相關(guān)比擬法Q－s曲線法計算方法：（2）判別曲線類型，選擇計算公式相關(guān)比擬法Q－s曲線法計算方法：（2）判別曲線類型，選擇計算公式當(dāng)Q－s曲線是直線時，可以直接用公式計算。當(dāng)Q－s曲線不是直線時，需要判斷是何種曲線類型。這時可以用伸直法、差分法、曲度法進(jìn)行判斷。相關(guān)比擬法Q－s曲線法計算方法：（2）判別曲線類型，選擇計算公式伸直法相關(guān)比擬法Q－s曲線法計算方法：（2）判別曲線類型，選擇計算公式差分法一階差分誤差的大小，可用曲線擬合誤差c來表示：C越小，擬合的越

7、好。相關(guān)比擬法Q－s曲線法計算方法：（2）判別曲線類型，選擇計算公式曲度法判別式：當(dāng)n=1時，為直線；1＜n＜2時，為冪函數(shù)曲線；當(dāng)n=2時，為拋物線；當(dāng)n＞2時，為對數(shù)曲線；如果n＜1，則抽水資料可能有誤。相關(guān)比擬法Q－s曲線法計算方法：（3）確定涌水量方程參數(shù)a、b，計算預(yù)測涌水量可以使用圖解法、均衡誤差法、最小二乘法確定參數(shù)a、b。圖解法相關(guān)比擬法相關(guān)比擬法實例：東莊煤礦豎井設(shè)計井深118m，預(yù)計將揭穿煤系地層30m、巖溶灰?guī)r86m，勘探階段在建井地段布置一水文