矿井涌水量监测与预测.ppt

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1、第第3 3章章 矿井涌水量监测与预测矿井涌水量监测与预测（一）矿井水观测（一）矿井水观测（二）矿井涌水量的测定（二）矿井涌水量的测定（三）矿井涌水量预测方法（三）矿井涌水量预测方法重要概念：矿井正常涌水量：矿井正常涌水量：矿井开采系统在某一标高时，正常状态保持矿井开采系统在某一标高时，正常状态保持相对稳定的总涌水量。相对稳定的总涌水量。矿井最大涌水量：矿井最大涌水量：矿井开采系统在正常开采时雨季期间的最大矿井开采系统在正常开采时雨季期间的最大涌水量。涌水量。一、一、矿井水观测矿井水观测矿井水矿井水观测观测 矿井地面矿井地面水文地质水文地质观测观测 井下井下水文地质水文地质观测观测 矿井矿井涌水

2、量的涌水量的观测观测 降水量降水量 地表水地表水 地下水地下水 巷道巷道充水性充水性观测观测 含水层含水层 岩层裂隙岩层裂隙发育调查发育调查 断裂构造断裂构造 出水点出水点 出水征兆出水征兆 观测要求观测要求 观测资料观测资料的整理的整理 涌水量涌水量统计统计 编制矿井编制矿井充水性图充水性图 编制涌水量与编制涌水量与有关因素的有关因素的关系曲线图关系曲线图 矿井涌水量观测：矿井涌水量观测：1 1、涌水量观测站点的布置：、涌水量观测站点的布置：固定站点：固定站点：长期突水点、水文地质复杂的开采区、长期突水点、水文地质复杂的开采区、排水井的下游、疏干石门水沟的出口、大巷水沟排水井的下游、疏干石门

3、水沟的出口、大巷水沟入水仓处、入水仓处、临时站点：临时站点：一般出水点、采掘工作面的探放一般出水点、采掘工作面的探放水钻孔、井筒新揭露的含水层水钻孔、井筒新揭露的含水层2 2、涌水量观测要求：、涌水量观测要求：按时间：按时间：p一般每旬观测一次一般每旬观测一次p初揭露的涌水量未稳定之前，每天测量一次初揭露的涌水量未稳定之前，每天测量一次p突然涌水，每隔突然涌水，每隔1-2h观测一次观测一次按突水点：按突水点：p回采工作面通过重要含水结构时，每天或每班测定一次回采工作面通过重要含水结构时，每天或每班测定一次p疏干钻孔或老窑防水钻孔，每隔疏干钻孔或老窑防水钻孔，每隔3-5天测定一次天测定一次p竖井

4、每延伸竖井每延伸10m、斜井每延伸、斜井每延伸20m测量一次测量一次 3 3、观测资料的整理：、观测资料的整理：某矿某矿2323采区充水性图采区充水性图1-1-断断层层；2-2-突突水水点点；3-3-经经常常性性涌涌水水地地点点及及所所测测流流量量；4-4-疏疏干干顶顶板板含含水水层层的的放放水水钻钻孔孔；5-5-巷巷道道；6-6-水水仓仓及及其其容容积积；7-7-排排水水沟沟及及水水流流方方向向；8-8-采采空空区区；9-9-测测水水站站 10-10-巷巷道道揭揭露露的的含含水水层层；11-11-水水泵泵数数量量及及其其排排水水能能力力；12-12-排排水水管管道道及及水水流流方向；方向；1

5、3-13-上层煤采空积水区及其积水体积；上层煤采空积水区及其积水体积；14-14-顶板出水点；顶板出水点；15-15-煤层煤层矿井充水性图：矿井充水性图：1.1.容积法容积法2.2.浮标法浮标法3.3.堰测法堰测法4.4.流速仪法流速仪法5.5.水仓水位法水仓水位法（二）矿井涌水量的测定（二）矿井涌水量的测定（一）容积法（一）容积法u（适用于涌水量较小时）（适用于涌水量较小时）涌水量计算公式为：涌水量计算公式为：式中式中式中式中 Q Q Q Q矿井涌水量，矿井涌水量，矿井涌水量，矿井涌水量，m m m m3 3 3 3/min/min/min/min；V V V V容器容积，容器容积，容器容积

6、，容器容积，m m m m3 3 3 3；t t t t水充满容器的时间，水充满容器的时间，水充满容器的时间，水充满容器的时间，minminminmin。（二）浮标法（二）浮标法 涌水量计算公式为：涌水量计算公式为：涌水量计算公式为：涌水量计算公式为：式中式中式中式中 QQQQ涌水量，涌水量，涌水量，涌水量，m m m m3 3 3 3/min/min/min/min；FFFF排水沟过水断面平均值，排水沟过水断面平均值，排水沟过水断面平均值，排水沟过水断面平均值，m m m m2 2 2 2；LLLL上、下游断面间的距离，上、下游断面间的距离，上、下游断面间的距离，上、下游断面间的距离，m m

7、 m m；tttt浮标从上游断面流到下游断面所需的时间，浮标从上游断面流到下游断面所需的时间，浮标从上游断面流到下游断面所需的时间，浮标从上游断面流到下游断面所需的时间，minminminmin。（三）堰测法1.1.三角堰三角堰 2.2.梯形堰梯形堰 3.3.矩形堰矩形堰 u三角堰三角堰三角堰三角堰三角堰：适用于涌水量较小适用于涌水量较小(0.01m0.01m3 3/s)/s)的情况的情况 涌水量计算公式为：涌水量计算公式为：式中式中式中式中 Q Q Q Q过堰流量，过堰流量，过堰流量，过堰流量，L/sL/sL/sL/s；h h h h过堰水深，过堰水深，过堰水深，过堰水深，cmcmcmcm。

8、u梯形堰 梯形堰梯形堰梯形堰梯形堰 :适用于涌水量较大情况适用于涌水量较大情况适用于涌水量较大情况适用于涌水量较大情况(0.01(0.01(0.01(0.010.3m0.3m0.3m0.3m3 3 3 3/s)/s)/s)/s)涌水量计算公式为：涌水量计算公式为：式中式中式中式中 B B B B堰底宽度，堰底宽度，堰底宽度，堰底宽度，cmcmcmcm。其它同上其它同上其它同上其它同上 u矩形堰 矩形堰矩形堰矩形堰矩形堰 :适用于涌水量大的情况适用于涌水量大的情况适用于涌水量大的情况适用于涌水量大的情况(0.3m0.3m0.3m0.3m3 3 3 3/s)/s)/s)/s)。(1)(1)无缩流时

9、，涌水量计算公式为：无缩流时，涌水量计算公式为：(2)(2)有缩流时，涌水量计算公式为：有缩流时，涌水量计算公式为：（适用于涌水量较大的情况）（适用于涌水量较大的情况）（四）流速仪法 HR型流速仪 XY-1型多功能流速、流量监测仪（五）水仓水位法涌水量即可用下式计算：涌水量即可用下式计算：式式式式 中中中中Q Q涌水量，涌水量，涌水量，涌水量，mm3 3/min/min；HH1 1停泵时水仓水位，停泵时水仓水位，停泵时水仓水位，停泵时水仓水位，mm；HH2 2停泵时间停泵时间停泵时间停泵时间t t时水仓水位，时水仓水位，时水仓水位，时水仓水位，mm；FF水仓底面积，水仓底面积，水仓底面积，水仓

10、底面积，mm2 2。tt水仓水位从水仓水位从水仓水位从水仓水位从H1H1上升到上升到上升到上升到H2H2所需的时间，所需的时间，所需的时间，所需的时间，minmin。返回返回返回返回 水水仓内测定水位示意图仓内测定水位示意图(三三)矿井涌水量预测方法矿井涌水量预测方法1 1、水文地质比拟法、水文地质比拟法3 3、大井法、大井法2 2、相关分析法、相关分析法1 1、水文地质比拟法、水文地质比拟法（1 1）富水系数法）富水系数法-富水系数，指同一时期（通常为一年）矿井的涌水量Q 与开采量P之比。（2 2）水文地质条件比拟法：）水文地质条件比拟法：2 2、相关分析法、相关分析法常见相关因素散点图类型常见相关因素散点图类型a直线相关；b抛物线相关；c幂函数相关；d不相关3 3、大井法、大井法