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;;;;2、地下水运动—假想渗流;渗流的分类：;;;;;;稳定流与非稳定流;达西定律—层流运动定律;;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。;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！;井附近的水位降深

1.水位降深

水位降深：初始水头减去抽水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??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;;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;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。;;1、解析法（大井法）;大井法实例;2、水均衡法;水均衡法（续）;;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;;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;;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，也构成岩溶水的重要储水空间。

微裂隙是指隙宽通常小于30-50mm、长度在数米内的裂隙。它们发育密集，连通性较好，对岩块的储水性有较大影响，而对地下水的宏观渗流特征影响不大。

按裂隙水运动理论—建立大裂隙、中等裂隙水运动模型（裂隙网络运动模型）

按多孔介质渗流理论—研究微小裂隙水运动模型（裂隙岩块）;非连续裂隙网络渗流模型;裂隙岩块——等效成多孔介质，建立连续介质渗流模型;主干裂隙—裂隙岩块—突水管道

三重介质三维渗流模型;;