8第七章煤矿涌水量预测.pptx

煤矿涌水量预测煤矿涌水量预测目的：煤矿涌水量不仅是对煤田进行技术经济评价的重要指标，而且也是设计和生产部分制订采掘方案、确定排水能力和防治措施的重要依据。任务：煤田勘探（详勘）阶段要进行首采区及第一开采水平的正常和最大涌水量预计；煤矿建设和生产阶段，要在勘探阶段涌水量预计的基础上，结合煤矿建设和生产过程中获得的观测资料进行验证对比和加以确定，对下一开采水平及水文地质条件复杂的地段单独进行巷道、采区或采面涌水量预算。在有条件时，应对有可能突水的地段进行突水量预计。煤矿涌水量预测煤矿涌水量预测是建立在定性分析基础上的定量评价。所以，预测结果是否准确可靠，在很大程度上取决于定性分析成果（如充水因素、边界条件等）。涌水量预测一般有三个步骤：建立预测煤矿涌水量的水文地质模型建立相应的数学模型代入参数解算数学模型煤矿涌水量预测涌水量预测一般有三个步骤：建立预测煤矿涌水量的水文地质模型 包括概化自然条件下的煤矿水文地质条件，如矿区含水层及隔水层的基本结构特征，以及地下水的补给、径流、排泄条件等； 根据煤矿开采方案（如开采深度、范围、方式等），确定煤矿的内边界条件； 分析未来充水因素，预测不同时期开采时的外边界条件。煤矿涌水量预测涌水量预测一般有三个步骤：建立相应的数学模型 目前，常用的数学模型分确定性和非确定性两种，确定性模型包括解析法、数值法、均衡法等，不确定性模型如经验方程（比拟法）模型和回归方程（相关分析）模型。煤矿涌水量预测涌水量预测一般有三个步骤：代入参数解算数学模型 将参数代入数学模型求解，并对解算结果进行分析评价，如发现解算结果不合理（或用不同方法解算结果相关悬殊，或与类似水文地质模型的解算结果相差甚远），应作认真检查，或修改水文地质模型或修改参数进行重新解算，直至合理时结束。相关比拟法研究涌水量与影响因素之间的数学规律为基础，建立某种可以表达这种规律的函数关系，并依此来外推未来设计疏干条件下的煤矿涌涌水量。常用的有：水文地质比拟法Q－s曲线法相关比拟法水文地质比拟法 原理：用地质、水文地质条件相似、开采方法相同的生产矿井的水文地质资料，来预测新矿井的涌涌水量。 应用条件：新、老矿井的水文地质条件要基本相似老矿井有长期的涌水量观测资料 计算方法：相关比拟法?相关比拟法?相关比拟法水文地质比拟法 计算方法关键在于涌水量与开采面积和水位降深之间的关系是否成直线，应按实际情况修改公式水文地质比拟法计算公式相关比拟法Q－s曲线法 原理：根据抽（放）水试验所获得的资料建立起来的Q－s曲线方程，预测井筒、矿井开采水平或开采地段的涌水量，反之，也可以根据涌水量预测水位降深。 应用条件：预测地区与试验地区的水文地质条件基本相似，同时，要有三个或三个以上的稳定降深和阶梯流量抽水试验资料。 计算方法：相关比拟法抽水试验资料表Q－s曲线法 计算方法：（1）分析整理抽水试验资料，一般列出这样的表格：相关比拟法① 曲线Ⅰ,当含水层均质、等厚且抽水试验水位降深不大，水井附近地下水运动状态保持层流时，呈直线关系；② 曲线Ⅱ，在富水性强的承压含水层中进行强烈抽水时，抽水井附近水流呈紊流状态，而在离抽水进较远的地方则水流仍保持层流状态；大裂隙中的水呈紊流状态，而小裂隙中的水仍呈层流状态时，Q－s曲线呈抛物线型；③ 曲线Ⅲ，在地下水以储存量为主且补给来源差和导水性强的地区，水位降深小时，涌水量随降深大幅度增加；当水位降深过一定深度后，涌水量随降深增加的幅度很小，曲线有明显的下垂现象，曲线呈幂函数型，④ 曲线Ⅳ，对数曲线型，在富水性弱或分布范围有限，以及地下水补给贫乏且储量不大的含水层中抽水时；⑤ 曲线Ⅴ通常表明试验有错误或资料不可靠Q－s曲线法 计算方法：（2）判别曲线类型，选择计算公式相关比拟法?Q－s曲线法 计算方法：（2）判别曲线类型，选择计算公式相关比拟法当Q－s曲线是直线时，可以直接用公式计算。当Q－s曲线不是直线时，需要判断是何种曲线类型。这时可以用伸直法、差分法、曲度法进行判断。Q－s曲线法 计算方法：（2）判别曲线类型，选择计算公式相关比拟法伸直法Q－s曲线法 计算方法：（2）判别曲线类型，选择计算公式相关比拟法差分法一阶差分误差的大小，可用曲线拟合误差c来表示：C越小，拟合的越好。Q－s曲线法 计算方法：（2）判别曲线类型，选择计算公式相关比拟法曲度法判别式：当n=1时，为直线；1＜n＜2时，为幂函数曲线；当n=2时，为抛物线；当n＞2时，为对数曲线；如果n＜1，则抽水资料可能有误。Q－s曲线法 计算方法：（2）判别曲线类型，选择计算公式相关比拟法可以使用图解法、均衡误差法、最小二乘法确定参数a、b。图解法Q－s曲线法 计算方法：（3）确定涌水量方程参数a、b，计算预测涌水量相关比拟法?相关比拟法实例：东庄煤矿竖井设计井深118m，预计将揭