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《矿井涌水量预测研究》篇一一、引言矿井涌水量预测是矿山安全生产与水资源管理的重要环节。
矿井涌水不仅对矿山的生产造成影响，而且还会影响周边地区的水文地质环境。
因此，开展矿井涌水量预测研究具有重要的现实意义和科学价值。
本文通过对某矿区的涌水量进行深入研究，旨在提出一种有效的预测方法，为矿山安全生产和水资源管理提供科学依据。
二、研究区域概况本研究区域为某大型矿山，地处山区，地质构造复杂。
矿区范围内有多个含水层，且地下水活动频繁。
矿井涌水主要来源于地下水渗透和降雨，受季节性气候变化和人类活动的影响较大。
因此，研究区域的矿井涌水量预测具有一定的难度和挑战性。
三、研究方法针对研究区域的特点，本研究采用多种方法进行矿井涌水量预测。
首先，通过对矿区地质资料和历史涌水量数据进行收集与整理，运用水文地质学的理论进行分析。
其次，利用时间序列分析法和灰色系统理论等数学方法，建立涌水量预测模型。
最后，结合现场实测数据和数值模拟方法对模型进行验证与修正。
四、模型建立与分析4.1 水文地质条件分析通过对研究区域的地质构造、含水层分布、地下水补给与排泄条件等进行分析，明确矿井涌水的来源与途径。
在此基础上，结合历史涌水量数据，分析涌水量的变化规律及影响因素。
4.2 预测模型建立本研究采用时间序列分析法和灰色系统理论两种方法建立涌水量预测模型。
时间序列分析法通过对历史数据进行趋势分析和周期性分析，提取出影响涌水量的主要因素，建立预测模型。
灰色系统理论则通过对部分已知信息和不完全信息进行建模和预测，揭示矿井涌水量的变化规律。
4.3 模型验证与修正利用现场实测数据和数值模拟方法对建立的预测模型进行验证与修正。
通过对比实际涌水量与预测值，分析模型的精度和适用性。
根据验证结果对模型进行修正和完善，提高预测的准确性和可靠性。
五、结果与讨论经过对多种方法的综合应用和分析，本研究成功建立了适用于研究区域的矿井涌水量预测模型。
该模型能够较好地反映矿井涌水量的变化规律和影响因素，为矿山安全生产和水资源管理提供了科学依据。
首采工作面涌水量预测与防治663工作面为66采区首采工作面,风巷靠近刘桥镇保护煤柱,机巷上部为待开采区,北部靠近-380运输石门,切眼靠近煤层露头防水隔离煤柱。
该面回采上限标高为-150m,下限标高为-360m,平均煤厚2.8m,平均倾角20°,倾向长780m,走向宽200m,可采储量为61.6万吨。
根据地面太灰水长观孔及井下放水、测压孔资料,66采区为太灰水高水位区,目前66采区太灰放水量为90m3/h,太灰长观孔水位为―110m。
井下注浆探查孔揭露资料表明,663工作面底板太灰富水性较强,断层较发育,底隔较薄,水文地质条件较为复杂。
1 工作面突水性评价据66采区地面太灰长观孔水22孔水位资料,太灰水位为-60m,据工作面平距约200m的66-1孔资料,6煤底板至太灰顶板间距为45.65m,工作面回采下限标高为-365m。
太灰水突水系数Ts=P/(M-Cp) 式中,Ts―突水系数(MPa/m)P ―涌水层承受的水压(MPa)取3.05M―底板隔水厚度(m)取45.65Cp―采动对底板隔水层的扰动破坏厚度(m)取10以上参数代入公式:Ts=P/(M-Cp)=3.05/(45.65-10)=0.086(MPa/m)。
参考淮北矿业集团经验:正常地段突水系数0.1必须编制专门的防治水工程计划,经批准后方可设计开采。
所以,该工作面回采过程有发生突水的可能,需采取一定的防探水措施。
2 工作面灾害涌水量预计2.1 大井法663工作面的水量由六煤层顶板砂岩水和可能的底板灰岩岩溶水构成,底板灰岩岩溶水采用大井法计算。
663工作面回采时最大可能灰岩水涌水量(考虑一灰～四灰突水)计算公式如下:式中:Q――预计突水量,m3/h,K――渗透系数,m/d,M――含水层厚度,m,S――水位降低值,m,R――影响半径,m,r0――“大井”引用半径,m,淮北矿区经验值12mR0――“大井”引用影响半径,m,R0= R+r0参数选取:水位降深值目前水位与工作面最低标高差值S=250m。
矿坑涌水量的预测方法-(解析法)(总11页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--解析法（一）解析法的应用条件解析法是根据解析解的建模要求，通过对实际问题的合理概化，构造理想化模式的解析公式，用于矿坑涌水量预测。
具有对井巷类型适应能力强、快速、简便、经济等优点，是最常用的基本方法。
解析法预测矿坑涌水量时，以井流理论和用等效原则构造的“大井”为主，后者指将各种形态的井巷与坑道系统，以具有等效性的“大井”表示，称“大井”法。
因此说：矿坑涌水量计算的最大特点是“大井法”与等效原则的应用，而供水则以干扰井的计算为主。
稳定井流解析法：应用于矿坑疏干流场处于相对稳定状态的流量预测。
包括①在已知某开采水平最大水位降条件下的矿坑总涌水量；②在给定某开采水平疏干排水能力的前提下，计算地下水位降深（或压力疏降）值。
非稳定解析法：用于矿床疏干过程中地下水位不断下降，疏干漏斗持续不断扩展，非稳定状态下的涌水量预测。
包括：①已知开采水平水位降（s）、疏干时间（t），求涌水量（Q）；②已知Q、s，求疏干某水平或漏斗扩展到某处的时间（t）；③已知Q、t，求s，以确定漏斗发展的速度和漏斗范围内各点水头函数隨时间的变化规律，用于规划各项开采措施。
在勘探阶段，以选择疏干量和计算量最大涌水量为主。
（二）计算方法如上所述，应用解析法预测矿坑涌水量时，关键问题是如何在查清水文地质条件的前提下，将复杂的实际问题概化。
它可概括为如下三个重要方面：分析疏干流场的水力特征，合理概化边界条件，正确确定各项参数。
1. 分析疏干流场的水力特征矿区的疏干流场是在天然背景条件下，迭加开采因素演变而成。
分析时，应以天然状态为基础，结合开采条件作出合理概化。
（1）区分稳定流与非稳定流矿山基建阶段，疏干流场的内外边界有受开拓井巷的扩展所控制，以消耗含水层储量为主，属非稳定流；进入回采阶段后，井巷输廊大体已定，疏干流场主要受外边界的补给条件控制，当存在定水头（侧向或越流）补给条件时，矿坑水量被侧向补给量或越流量所平衡，流场特征除受气候的季节变化影响外，呈现对稳定状态。
《河南水利与南水北调》2023年第6期水文水资源作者简介：翟京召（1974.7—），男，高级工程师，主要从事水利水电工程建设与管理等方面的工作。
某矿井水资源论证项目涌水量预测分析翟京召（河南天龙检测有限公司，河南南阳473000）摘要：某地煤矿项目建成后，矿井水经过矿井水处理站处理后部分会用于生产系统，部分用于电厂和自来水厂，剩余部分矿井经厂区总排口排至附近河流中。
文章对矿井涌水量预测分析，为煤矿水资源论证回用、重复利用水分析，提供了可靠的支撑和依据。
关键词：水资源论证；涌水量预测；水文地质；分析中图分类号：TD742文献标识码：B文章编号：1673-8853（2023）06-0040-02Preast Analysis of Water Inflow of a Mine Water Resources Demonstration ProjectZHAI Jingzhao（Henan Tianlong Testing CO.LTD.,Nanyang 473000,China ）Abstract：After the completion of a coal mine project,part of the mine water is treated by the mine water treatment station and returned to the production system.Part of it is used for the power plant and water plant,and the rest of the mine is discharged into the nearby river through the main outlet of the plant.The prediction and analysis of mine water inflow provide a reliable support and basis for the demonstration and reuse of coal mine water resources.Key words：water resource demonstration;water inflow prediction;hydrogeology;analysis 1引言某地煤矿项目位于新郑市辛店镇赵家寨村，矿区东西长13.50km ，南北宽3.70km ，面积48.96km 2。
露天煤矿的充水因素分析及涌水量预测刘 侃１，孙 颖２（１．神华地质勘查有限责任公司，北京 １０２２０９；２．中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 １０００８３） 摘 要：矿坑涌水是威胁矿区安全生产的重大隐患。
本文以新疆后峡煤田某露天煤矿为例，研究矿区的地质及水文地质条件，进行充水因素分析，采用勘探阶段的水文孔资料以及矿井近年的生产资料确定计算参数值，针对性的选用比拟法和大井法进行矿坑涌水量的预测，并对计算结果进行了对比分析。
所得出的结果为矿井生产和设计提供了重要依据，对其他矿井的涌水量预测也有一定的参考意义。
关键词：露天煤矿；水文地质条件；充水因素分析；比拟法；大井法；涌水量预测 中图分类号：ＴＤ７４２＋．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０１７）１０—００３９—０４ 矿坑涌水是影响矿区安全生产的主要问题，也是一个复杂的地质问题。
它的影响因素主要有矿区的水文地质条件、地质构造、降雨量、含水层性质以及矿体结构和厚度等，同时还与矿井的开采布局和生产规模等有关。
这些因素错综复杂、难以控制，给矿坑涌水量预测带来很大的困难，但做好涌水量预测工作，对矿工的人身安全和矿山的安全生产具有重要的指导意义［１］。
本文以新疆后峡煤田某露天煤矿为例，通过研究矿区的地质和水文地质条件，进行充水因素分析，结合矿区的涌水现状，分别采用比拟法、大井法进行涌水量预测，并对这两种结果进行对比分析，重点说明了矿井涌水量预测要以全面地充水因素分析为基础，选用合理的方法计算、取值，为矿山设计和防治水工作提供依据。
１ 矿区概况该露天煤矿位于新疆吐鲁番地区托克逊县，地处天山中段以北的山间谷地，属吐鲁番盆地的西部。
矿区的地貌特点为东西较开阔，地势北高南低，西高东低，海拔标高范围在３０２３～２３６５米之间，最大比差６５８米。
区内冲沟较发育，但沟谷常年干涸，仅在降暴雨时会出现短暂洪流。
矿区属大陆性干旱及高寒气候，夏季多阵雨，冬季多降雪，一般集中于每年的６～８月以及１１月至次年３月。
矿产地质勘查中矿坑涌水量预测方法探讨矿坑涌水量预测是矿产地质勘查的重要组成部分。
预测方法的选择是提高矿坑涌水量预测精度的关键。
本文简述了矿产地质勘查中矿坑涌水量预测的内容，并综合探讨了常用的六种预测方法，指出它们的适用条件及优缺点，以期在矿产地质勘查中，能够选择正确合适的预测方法，提高预测精度。
标签：矿产地质勘查矿坑涌水量预测方法1引言矿坑涌水量预测是矿产地质勘查中一项重要复杂的工作。
预测结果是开采设计部门制定排水疏干方案、确定生产能力的主要依据。
矿产地质勘查工作的成功与否在一定程度上取决于矿坑涌水量的预测精度。
因为矿床水文地质条件比较复杂，如何准确预测矿坑涌水量始终是水文地质工作者的热门课题。
提高矿坑涌水量预测精度的关键在于：一是查明矿坑充水岩层的水文地质参数，构建符合客观实际的水文地质概念模型；二是建立与水文地质模型吻合的数学模型，选择正确的预测方法计算。
本文主要探讨了矿产地质勘查中矿坑涌水量预测方法。
2预测的内容矿坑涌水量是指在单位时间内涌入矿坑的水量。
对于矿产地质勘探阶段来说，主要以预测矿坑正常涌水量及最大涌水量为主，是进行评价性的计算。
矿坑正常涌水量是指开采系统达到水平或中段标高时，在平水年保持相对稳定的总涌水量。
最大涌水量是指在丰水年雨季时的最大涌水量。
对暗河型、裸露型充水矿床来说，还应根据矿山的服务年限及气象变化周期，预测出在特大暴雨产生时，会出现的特大矿坑涌水量，为制订应变措施提供依据。
3常用的预测方法在可靠的水文地质参数的基础上，就要选择合适的矿坑涌水量预测方法。
根据水文地质概念模型的要求，矿坑涌水量预测数学模型分类如图1所示。
目前，国内外常用的矿坑涌水量预测方法有水文地质比拟法、Q～s曲线外推法（涌水量-水位降深曲线法）、相关（回归）分析法、水均衡法、解析法和数值法。
3.1水文地质比拟法水文地质比拟法是利用矿区水文地质条件相似、开采条件基本相同的已知矿山的矿坑涌水量的实际资料，来预测另一矿山的矿坑涌水量。
矿坑涌水量计算矿坑涌水量计算矿坑涌水是煤矿地下深采过程中经常遇到的问题，对于矿井的安全生产以及煤矿的经济效益都有着重要的影响。
因此，对矿坑涌水量的计算是煤矿工人不可或缺的技能之一。
在这篇文章中，我们将会介绍如何计算矿坑涌水量以及计算过程需要注意的问题。
1、涌水量计算的方法为了计算矿坑涌水量，我们需要了解几个参数：矿井的水文地质情况、涌水管道的特性和涌水流量曲线。
具体来说，我们需要测定以下参数：1.涌出水口地下水位 (H)2.涌出水口流量 (Q)3.涌出水口的空气容积 (V)涌水量 = 涌出水口流量 Q（m/s）× 涌出水口空气容积V(m³) × 涌出水口地下水位 H（m）因此，计算涌水量的方法就是通过测量这三个参数，再将其带入上式计算。
通常我们会采用标准流量计、液位计以及液位高低差计算仪器等设备来测量这些数据。
2、其中的数值要点在上面，我们提到需要怎样计算涌水量。
实际测量过程中，应注意以下数值要点。
1.涌出水口地下水位(H)涌出水口地下水位是指矿坑里涌水的水位高度，通常它会随着时间而变化。
在实际操作中，我们需要在多个时间点测量该水位，然后取平均数作为涌出水口地下水位。
2.涌出水口流量(Q)涌出水口流量可以利用标准流量计进行测量。
为了比较精准地测量涌出水口流量，我们需要注意以下两点。
(1) 测量范围流量计的参数范围需要考虑到涌出水口的流量范围以及实际流量与流速差别（如小流量，应选取全开阀范围测量，确保数据精度）。
(2) 测量误差在实际测量中，我们需要注意流速、温度和压力等参数对流量计实际测量结果的影响。
并且，我们还需要对流量计进行定期校正，以确保其准确度和稳定性。
3.涌出水口的空气容积(V)涌出水口的空气容积是指涌出水口上，不被水淹没的管道内的气体容积。
测量方法是在下水井内利用液位计测量涌出水口到下井站的距离，并将其乘以涌出水口直径的平方除2再乘以3.14即为涌出水口的空气容积。
露天矿矿井涌水量动态模拟研究矿井涌水量是指从矿山开拓到回采过程中,单位时间内流入矿坑(包括井、巷、巷道系统)的水量。
它是确定矿床水文地质类型、矿床水文地质条件复杂程度和评价矿床经济技术条件的重要指标之一。
本文以内蒙古某露天煤矿为例,收集研究区内及周边146个钻孔资料,并对研究区进行了三期地下水位统测,全面了解矿区及周边地层构造及水文地质条件。
通过所收集资料,运用GMS软件,建立研究区三维地质模型及地下水数值模型。
并以此为基础,将矿坑疏干排水概化为定流量疏排水及定水头疏排水两个阶段,以首采区及二采区为例,运用Well模块模拟定流量疏排水阶段,Drain模块模拟定水头疏排水阶段,实现了矿井涌水量随时间变化的连续动态模拟。
空间上则通过对地形变化进行合理概化,模拟了首采区开采完成后二采区疏排水的动态过程。
利用这种模拟方式不仅可以通过Drain模块对目标水位进行较为准确的控制,同时也能通过Well模块表现出逐步疏排水的过程。
经过模拟,本次研究得到以下成果:(1)模型经过识别期、验证期监测水位校正,拟合程度较好。
通过模型进行了研究区地下水均衡计算。
计算结果表明模拟期内地下水总补给量179.23万m3/a,总排泄量203.01万m3/a,均衡差23.78万m3/a,为负均衡。
(2)首采区一年内矿井总疏干水量为5211m3/d,定水头疏排水阶段矿井涌水量为2310.97 m3/d。
矿井涌水量年内变化幅度较小,8月份达到最大值为2364.96m3/d,11月份为年内最小值,为2230.45m3/d。
(3)二采区开采时因受首采区疏排水的影响,初始水位较低,因此二采区1年内矿井总疏干水量较首采区大幅减少,为2647m3/d。
矿井涌水量7月份达到最大值为1902.05m3/d,10月底矿井涌水量为最小值,为1750.72m3/d,年内平均矿井涌水量为1817.03 m3/d。
与首采区相比均有所减少。
(4)矿井的疏排水对研究区内地下水流场影响巨大。
