矿井涌水量预测课件.ppt

矿井涌水量计算与预测

;属地下水动力学的研究范畴：

研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学。它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程，对地下水从数量上和质量上进行定量评价和合理开发利用，以及兴利防害的理论基础。;1、多孔介质;矿井涌水量预测;;;;2、地下水运动—假想渗流;渗流是一种假想水流。假想：

（1）假想水流的性质（如密度、粘滞性等）和真实地下水相同；

（2）假想水流充满含水层的整个空间；

（3）假想水流运动时，在任意岩石体积内所受的阻力等于真实水流所受的阻力；

（4）通过任断面的流量及任一点的压力或水头均和实际水流相同。;渗流的分类：;;;;;矿井涌水量预测;矿井涌水量预测;矿井涌水量预测;稳定流与非稳定流;法国水力工程师亨利·达西(HenryDarcy)在装有均质砂土滤料的圆柱形筒中做了大量的渗流实验，于l856年发现：

渗透流速与水力坡度成正比，即线性渗流定律，这是渗流基本定律，后人称之为达西定律。;达西定律—层流运动定律;矿井涌水量预测;矿井涌水量预测;K;一、水井的类型

根据水井井径的大小和开凿方法，分为管井和筒井两类。

管井：直径通常小于0.5m，深度大，常用钻机开凿。

筒井：直径大于1m，深度浅，通常用人工开挖。

根据水井揭露的地下水类型，水井分为潜水井和承压水井两类。

根据揭露含水层的程度和进水条件不同，可分为完整井和不完整井两类。;世界深井—探地工程：

世界上已有20口深度4000米以上的深孔

苏联科拉G-3钻孔深12262米,世界第一超深孔

德国KTB钻孔深9100米,为世界第二超深孔

中国大陆科学钻探—江苏省东海县，深度5158米，2001-2005年，投资1.5亿，2005年中国十大科技进展;完整井：水井贯穿整个含水层，在全部含水层厚度上都安装有过滤器，并能全面进水的井。

不完整井：水井没有贯穿整个含水层，只有井底和含水层的部分厚度上能进水的井。如图。

;地下水动力学中井的分类;不完整井井周围地下水三维运动！;水向井的运动;井附近的水位降深

1.水位降深

水位降深：初始水头???去抽水t时间后的水头，也简称降深。抽水时，井中心降深最大，离井越远，降深越小，形成漏斗状水头下降区。;2.抽水时，地下水能达到稳定运动条件

(1)在有侧向补给的有限含水层中，当降落漏斗扩展到补给边界后，侧向补给量和抽水量平衡时，地下水向井的运动便可达到稳定状态。

(2)在有垂向补给的无限含水层中，随着降落漏斗的扩大，垂向补给量不断增大。当它增大到与抽水量相等时，将形成稳定的降落漏斗，地下水向井的运动也进入稳是状态。

(3)在没有补给的无限含水层中，随着抽水时间的延长，水位降深的速率会越来越小，降落漏斗的扩展越来越慢，在短时间内观测不到明显的水位下降，这种情况称为似稳定状态，也称似稳定。;承压井的Dupuit公式

将含水层视为半径为R的圆形岛状含水层，在R处为定水头H0。

这时，水流有如下特征：

①水流为水平径向流，即流线为指向井轴的径向直线，等水头面为以井为共轴的圆柱面，并和过水断面一致；

②通过各过水断面的流量处处相等，并等于井的流量。;解析法：稳定流公式

圆岛状含水层

影响半径是什么？

含水层厚度？奥灰400m，都是含水层？

渗透系数K的不均匀性、各向异性、方向性;矿井涌水量预测;对于无限含水层，可以当作似稳定处理，R取从抽水井到明显观测不出水位降深处的径向距离。

但是，对于无限含水层，难以确定R。当有一个观测孔时，可用一个观测孔的水位或降深。

或

同理得，有两个观测孔时

或

此式为Thiem公式。;

;有一个观测孔时;Dupuit公式的应用（用途）;用途一：确定水文地质参数;用途二、预报涌水量;;矿井涌水量预测;1、解析法（大井法）;大井法实例;2、水均衡法;水均衡法（续）;矿井涌水量预测;3、水文地质比拟法;涌水量——降深—面积比拟法

问题——是否与面积降深呈比例关系;水文地质比拟法;水文地质比拟法——富水系数法;相关分析法—建立在大型放水试验基础上;矿井涌水量预测;防治水投入X———新增煤产值关系Y;防治水投入X———新增煤产值关系Y;矿井涌水量预测;井下水量测量方法;裂隙岩溶水运动的方法;小裂隙是指长度几米到几十米、落差小于20m的小断层。分布较为密集，也构成岩溶水