2矿井涌水量预测.ppt

矿井涌水量计算与预测 2、地下水运动—假想渗流 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。 地下水向承压水井和潜水井的稳定运动 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 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。 潜水井的Dupuit公式 有一个观测孔时 有两个观测孔时 Dupuit公式的应用（用途） (1)确定水文地质参数 　　根据Dupuit公式，在已知含水层厚度和参数的情况下，只要给出设计的合理降深，既可预报井的开采量；也可按需要的流量，预报开采后的可能降深值。 (2)预报流量或降深 确定岩土的渗透系数K、导水系数T、影响半径R等。 　　但应注意，利用以上公式预报时，含水层必须有补给源，且能和抽水量平衡，达到稳定流条件；否则，不可能出现稳定流，利用稳定流公式进行预报，所得到的结果是错误的。 用途一：确定水文地质参数 （潜水） （承压水） 利用以上求参公式，将抽水试验趋近稳定时的Q及抽水井或观测孔的水位降深S代入各式，可以直接求出K或T。 （潜水） （承压水） 用途二、预报涌水量 r R h s H R 例1? 有一潜水完整井，其半径为0.1m，含水层厚度为8m，土壤的渗透系数为0.001m/s，抽水时井中水深为3m，试计算井的出流量。 解：H=8 h=3 r=0.1 k=0.001 S= H-h=8-3=5 R=3000SK1/2=3000*5*0.0011/2 =474.3 Q= 1.366K(2H-S)S/(lgR-lgr) =0.02m3/s 例2：某工程基坑开挖的平面尺寸为长44m，宽22m，坑底标高为-6.0m，自然地面标高为±0.00，地势平坦，地下水位为-2m。根据地质钻探资料查明，地面下-2.5m为不透水黏土层，-2.5~-9.0m为细砂层。-9.0m以下为砂岩不透水层，所以含水层厚度为6.5m，细砂层渗透系数K=6m/d，试求涌水量 。 解：据题意，细砂含水层为承压水层，厚度M=6.5m 降深s=6-2=4m 抽水影响半径： 基坑假想半径： 用途二、预报涌水量 根据承压完整井涌水量计算公式： 1、解析法（大井法） 大井法 涌水量预测中，把坑道系统所占面积简化为一个圆形的大井，然后应用地下水向井运动的公式预测坑道系统的涌水量。注意： 1) 坑道系统的长度与宽度的比值应小于10。 2) 坑道系统的引用影响半径R0 R0=R+r0 大井法实例 1. 某缓倾斜层状矿床，坑道系统周长630m，不规则多边形长宽比=2.5，影响半径R=900m，渗透系数K=0.2m/d，潜水含水层厚度100m，坑道系统布置在含水层底板，试预测其涌水量。 解：据题意 R=900m K=0.2m/d S=H=100m r0= P/2?=630/ 2? =100m R0=R+r0 =1000m 应用潜水完整井公式： Q=1.366K(2H-S)S/lg(R0/r0) =2732m3/d 2. 教材P221 2、水均衡法 水均衡法：详细分析矿区地下水来源，分别计算不同补给来源的矿坑涌水量，总涌水量等于各部分涌水量的总和。计算较复杂，用于计算露天采矿场和不深的地下坑道时。 1）露天采矿场面积上静储量的消耗量 2）采矿场周围降落漏斗范围内的静储量的消耗量 h——含水层平均厚度；R——疏干时的影响半径 μ——给水度或裂隙度L——疏干地段的周长 总静储量 水均衡法（续） 动储量： 3）直接降落在露天采场内的大气降水q3 4）采矿场外围降水渗入的水量q4 A——年平均降雨量； F1——露天采矿场面积； t——一年时间； F——露天采场外矿