矿坑涌水量预测的影响因素分析
矿坑涌水量预测计算规程
矿坑涌水量预测计算规程矿井的涌水问题是矿业生产中重要的安全生产问题，涌水量的预测是矿井开发的必要工作之一。
为了保证矿井生产活动的安全和稳定，必须对矿井的涌水量进行准确的预测和控制。
矿坑涌水量预测计算规程是依据岩层、水文、水文地质和矿坑开采等多种因素进行分析，预测矿井涌水量的工作规程。
下面，我们将对矿坑涌水量预测计算规程进行详细的解析。
1.矿井地质条件分析在矿坑涌水量预测计算中，首先要对矿井地质条件进行分析。
具体方法是通过矿井的工作面进尺变化情况及勘查资料、地质钻孔数据和地下水位等资料进行综合分析，了解矿坑的岩性、构造、放矿厚度、断层构造等地质条件。
通过对矿井地质条件的分析，可以初步判断矿坑内部会涌水的位置和可能发生涌水的规模。
2.矿坑水文地质条件分析在矿坑涌水量预测计算中，水文地质条件分析是非常重要的。
具体方法是通过分析矿坑水文地质条件，了解矿坑的地下水流动规律、水位、水压变化规律等信息。
此外，还需要排查可能对矿井地下水情况产生影响的因素，比如降雨、相邻井下采掘工作、井下矿山排水系统运行情况等。
通过对矿坑水文地质条件的综合分析，可以更加准确地预测矿井的涌水量。
3.矿坑开采影响分析在矿坑涌水量预测计算中，矿坑的开采影响分析也是必不可少的。
具体方法是通过分析矿坑的采掘方法、采煤面的进退情况、采空区的变化情况等信息，了解矿坑的开采情况对矿井涌水量的影响。
对于正在开采的矿坑，还需要对开采过程中引起的变形、破坏等进行监测，避免因矿坑开采导致的意外事故发生。
4.涌水预测计算与分析在矿坑涌水量预测计算中，通过以上分析，可以对矿井的涌水量进行预测计算。
具体方法是根据矿井的地质、水文地质和开采情况，综合使用数学统计方法和经验公式，预测矿井的涌水量。
预测涌水量时要考虑到不同时间段内的降雨情况、上一阶段矿井涌水的情况，矿井开采的进展情况等因素，提高预测结果的准确性。
5.涌水量控制方案制定通过对矿坑涌水量的预测计算，可以制定出涌水量控制方案，包括采取何种措施阻止涌水、如何进行矿井排水等。
矿坑涌水量的预测方法 (相关分析法)
相关分析法（一）原理与应用条件相关分析是根据涌水量与主要影响因素之间相关关系的密切程度建立回归方程，利用抽水试验或开采初期的疏干资料，预测矿坑涌水量或外推开采后期下水平的涌水量。
其原理已在供水中介绍。
根据实际资料的统计，多元复相关预测远比单相关效果好，其回归方程表达的内容丰富，可反映除降深外的各种影响因素。
它的应用条件与Q —s 关系方程类同，但对原始数据的采集有严格要求：1代表性：（规范）要求不少于一个水文年（包括丰、平、枯季节）的动态观测数据，同时数据（择本）量不少于30个；2一致性：指应与预测对象上条件相一致；3独立性与相关性：即多自变量有独立的变化规律，相互间关系不大；而与涌水量之间均存在密切的相关关系，（规范）要求相关系数不低于0.7。
（二）实例与计算方法1. 利用勘探阶段抽水试验资料预测矿坑涌水量如广东沙洋矿通过在勘探阶段设计相距6m 的两个抽水孔和十余个不同距离的观测孔组成的群孔抽水试验，取得了复相关计算所需的涌水量Q 与井径r （是将距抽水孔不同距离观测孔的位置概化为疏干状态下的坑道系统不同面积的作用半径）、水位降S （即不同作用半径的水位降，以模拟疏干水位降）有关资料，（见表1）通过求参建立了复相关幂函数预测方程：536.11843.3189.11Sr Q其复相系数达0.9468，复相关机误仅0.0721，完全可用于未来矿山各设计水平与面积的矿坑涌水量预测。
经实际排水资料检验，预测误差偏小38~56%，主要与开采导函大量地面岩溶坍陷有关。
2. 利用矿山观测资料外推预测可充分考虑矿坑涌水量的增长和各项生产因素间的关系，并根据它们之间的密切程度来建设涌水量方程。
在原苏联顿巴斯煤矿的某些涌水量预测中，首先，在30个矿井中建立了320个观测点，获得了涌水量（Q 2）与各生产因素（包括矿产量P 0、开采深度H 0、开采面积F 0、生产时间T 0等）之间的相关关系，以及其密切程度，见表2。
矿坑涌水量的常用预测方法
吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学§10.4矿坑涌水量预测一、矿坑涌水量预测的内容、方法、步骤与特点（一）矿井涌水量预测的内容及要求矿坑涌水量预测是一项重要而复杂的工作，是矿床水文地质勘探的重要组成部分。
矿坑涌水量是指矿山开拓与开采过程中，单位时间内涌入矿坑(包括井、巷和开采系统)的水量。
通常以m 3/h 表示。
它是确定矿床水文地质条件复杂程度的重要指标之一，关系到矿山的生产条件与成本，对矿床的经济技术评价有很大的影响。
并且也是设计与开采部门选择开采方案、开采方法，制定防治水疏干措施，设计水仓、排水系统与设备的主要依据。
因此，在矿床水文地质调查中，要求正确评价未来矿山开发各个阶段的涌水量。
其内容与要求包括可概括为以下四个方面：（1）矿坑正常涌水量：指开采系统达到某一标高(水平或中段)时，正常状态下保持相对稳定的总涌水量，通常是指平水年的涌水量。
（2）矿坑最大涌水量：是指正常状态下开采系统在丰水年雨季时的最大涌水量。
对某些受暴雨强度直接控制的裸露型、暗河型岩溶充水矿床来说，常常还应依据矿山的服务年限与当地气象变化周期，按当地气象站所记录的最大暴雨强度，预测数十年一遇特大暴雨强度产生时，可能出现暂短的特大矿坑涌水量，作为制订各种应变措施的依据。
（3）开拓井巷涌水量：指包括井筒(立井、斜井)和巷道（平、平巷、斜巷、石门)在开拓过程中的涌水量。
（4）疏干工程的排水量：是指在规定的疏于时间内，将一定范围内的水位降到某一规定标高时，所需的疏干排水强度。
对于地质勘探阶段来说，主要是进行评价性的计算，以预测正常状态下矿坑涌水量及最大涌水量为主。
至于开拓井巷的涌水量预测和专门性疏干工程的排水量的计算，由于与矿山的生产条件密切相关，一般均由矿山基建部门或生产部门承担。
（二）矿坑涌水量预测的方法根据当前矿床水文地质计算中常用的各种数学模型的地质背景特征极其对水文地质模型概化的要求，可作如下类型的划分：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧-混合型模型水均衡法有限差法有限元法数值解非稳定井流公式稳定井流公式—井流方程—解析解确定模型回归方程曲线方程非确定性统计模型数学模型分类s Q（三）矿坑涌水量预测的步骤矿坑涌水量预测是在查明矿床的充水因素及水文地质条件的基础上进行的。
矿井涌水量计算的方法分析与研究
矿井涌水量计算的方法分析与研究蔡晨光（河钢集团矿业公司，河北 唐山 ０６３０００）摘 要：矿井工程施工主要对其防治水措施制定合理规划，防排水系统设计形成是直接影响工程实施的关键，也是相关企业关注重要内容之一。
本文将以笔者所在矿场矿井为例，通过对矿井涌水情况的分析，对矿井涌水量计算方法展开分析。
关键词：解析法；涌水量计算；冶金工业矿山；矿井中图分类号：ＴＤ７４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）１２－０２６４－２AnaIysis and Research on the Method of CaIcuIating Mine Water InflowCAI Chen-guang（Ｈｅｇａｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｍｉｎｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｔａｎｇｓｈａｎ ０６３０００， Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｍｉｎｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍａｉｎｌｙ ｆｏｒｍｕｌａｔｅｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｆｏｒ ｉｔｓ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ａｎｄ ｄｒａｉｎａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｏ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ， ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ ｂｙ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｗｉｌｌ ｔａｋｅ ｍｉｎｅ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ， ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｌｏｗ， ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｌｏｗ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Keywords: ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ； ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｌｏｗ； ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｍｉｎｅ； ｍｉｎｅ在矿井建设生产各个阶段，对矿井涌水量空间、时间变化规律展开动态化预测评价，是矿井水文地质工作重要项目。
矿山施工中的水文地质条件分析与设计
矿山施工中的水文地质条件分析与设计在矿山施工过程中，水文地质条件是一个至关重要的因素。
它不仅关系到施工的安全与效率，还对矿山的长期稳定运营有着深远影响。
因此，对矿山施工中的水文地质条件进行全面、深入的分析，并在此基础上进行科学合理的设计，是确保矿山工程顺利进行的关键环节。
一、水文地质条件对矿山施工的影响（一）地下水对矿山边坡稳定性的影响地下水的存在会改变矿山边坡岩体的物理力学性质，降低其强度和稳定性。
在地下水的长期作用下，边坡岩体可能发生软化、泥化等现象，导致抗剪强度下降。
此外，地下水的渗流还会产生动水压力，增加边坡的下滑力，从而引发滑坡、崩塌等地质灾害，给矿山施工带来巨大的安全隐患。
（二）地下水对矿坑涌水的影响矿坑涌水是矿山施工中常见的问题之一。
如果对水文地质条件了解不足，未能准确预测矿坑涌水量，可能导致施工过程中出现突然涌水，淹没坑道，损坏设备，甚至危及施工人员的生命安全。
同时，大量的矿坑涌水还会增加排水成本，影响矿山的经济效益。
（三）地下水对矿山开采方法选择的影响不同的水文地质条件适合不同的开采方法。
例如，在地下水丰富的地区，采用露天开采可能会导致边坡失稳和涌水问题，此时可能需要选择地下开采方法，并采取有效的防水、治水措施。
反之，在水文地质条件相对简单的地区，露天开采则可能更为经济、高效。
二、矿山施工中水文地质条件的分析内容（一）含水层与隔水层的分布特征查明含水层的类型、厚度、岩性、渗透性、富水性等参数，以及隔水层的厚度、岩性、隔水性等特征。
这有助于评估地下水的储存和运移规律，为预测矿坑涌水量提供基础数据。
（二）地下水的类型与补径排条件确定地下水的类型，如孔隙水、裂隙水、岩溶水等，并研究其补给来源、径流途径和排泄方式。
了解地下水的补径排条件，有助于分析地下水的动态变化规律，为制定合理的治水方案提供依据。
（三）地下水的水位与水压监测地下水的水位变化，掌握其在不同季节、不同开采阶段的动态特征。
某萤石矿矿坑涌水量预测及存在问题
根据 Ｉ Ｉ 号 矿 体 出 露 标 高 ， 向下 预 测 ２个 中段 的 公式采用承压转无压完整井裘布依公式 ：
，、
涌水量，预测标高为＋ ３ ０ ０ ｍ 、＋ ２ ７ ０ ｍ和 ＋ ２ ４ ０ ｍ ，计 算
的预测矿坑涌水 量等 带来了一些问题。 矿区自然地 理
、
矿 ４ ～９ 月 。月 降雨量 以 ６ 月份 最多 ，达
２ ７ ９ ｍ ｍ，１ ２月 份 最 少 ，约 为 ５ ２ ｍ ｍ 。
ｒ ｏ 为 引用半径 ，ｍ 。 （ １ ）含水层厚度 Ｍ：根据断裂带宽度 ，取值为
１ ０ ｍ。
矿区地貌类型属 中低 山区，地形 陡峭， 自然山 体 坡度 一般在 ２ ５ 。～４ Ｏ 。，植被发育 良好，但坡 面 残 坡 积 层 总 体 不 发 育 。沟 谷 谷 底 多 基 岩 裸 露 ， 不 利 于雨水下渗 。矿 区内主河 源芳河 自南 向北流经矿 区 中部，河 水位标高 ３ ２ ０ ． ０ ０ ￣３ ４ ０ ． ０ ０ ｍ ，平水期流量 约 ２ ０ Ｌ ／ ｓ 区 内其主 要支流 为东 山溪 （ 汇水 面积 ０ ． ３ ２ ｋ ｍ 、平 水 期 流 量 约 ９ Ｌ ／ ｓ ）和 西 山溪 （ 汇 水 面 积Ｏ ． ５ ４ ｋ ｍ ２ 、平水期流量约 ｌ １ Ｌ ／ ｓ ） ，均属山涧溪流 。 流量随季节变化，具暴涨暴跌的特征 。
视为相对隔水层 。
下水位不断下降 ，降落漏 斗逐渐扩大 ，Ｉ Ｉ 号矿体 位
于 源 芳 河 水 位 以 下 部分 除 了 受 大 气 降 水 补 给 ，推 测
可能接受源芳河 的侧 向补 给，构成矿床新 的主要 充
ｆ 关键词】矿坑涌水量 抽 水试验
水来源。据钻孔 Ｚ Ｋ ２ ０ １抽水试验，单位钻 孔涌水量
采用大井法预测某矿矿坑涌水量
采用大井法预测某矿矿坑涌水量矿坑涌水是关系到矿井能否安全、正常地生产，准确预测矿坑涌水量是矿区水文地质工作的核心问题之一。
通过广泛调查矿区的水文地质情况，从水文地质条件、地下水补给、径流、排泄条件、充水情况等方面研究了影响矿区地下水涌水量的因素。
结合抽水试验资料，运用“大井法”公式计算了矿区矿坑涌水量，并针对计算结果及开采条件对安全开采提出了建议，从而作为矿山防治水措施的选择和施行的参考依据。
标签：水文地质条件;矿坑涌水量;大井法1 矿区自然概况矿区地处滇东南岩溶高原中部，地形坡度较平缓，属中低山浅-中切割地貌，总的地势是北西高，南东及北东低。
区内属北亚热带高原季风气候，年平均气温13.5℃，年降水最911.5-1272.6mm，由于降水不均及岩溶渗漏，地表干旱特征明显。
区内地表水系不发育，沟谷多呈近南北向及北东向。
2 矿区水文地质条件2.1含水层特征矿区内揭露的地层主要有：第四系（Q）、下第三系（古近系）（E）、三叠系中统法郎组（T2f）、三叠系上统鸟格组（T3n）、三叠系中统个旧组（T2g）等。
各地层水文地质特征如下：a、第四系187********（Q）松散堆积物孔隙含（透）水层分布于山间凹地、山坡地带和沟谷两侧以及岩溶漏斗和岩溶洼地中，主要由粘土组成，虽然残坡积层透水性较好，属透水层，但分布面积较小，储水量有限，对开采无影响。
b、碎屑岩类风化裂隙含水层下第三系（E）：沿含矿带的南边大面积分布，主要岩性为泥岩、细砂岩及砾岩，砾岩泥质胶结。
赋存少量节理裂隙水，单泉出水量小于0.01L/S，对矿床开采无影响，为弱含水层。
三叠系上统鸟格组（T3n）：中厚层粉细砂岩与页岩互层，含贫乏风化裂隙水，对矿床开采无影响，为弱含水层。
c、三叠系中统法郎组（T2f）基岩裂隙含水层根据地下水赋存情况及矿体赋存情况，将本层分为上中下三部：上部，为矿体顶板，是矿体直接充水含水层，主要赋存在三叠系中统法郎组T2f53及T2f6地层中。
浅谈如何对矿山矿坑涌水量预测
128管理及其他M anagement and other浅谈如何对矿山矿坑涌水量预测齐 良，尚文龙，姜 平（江西省地质局赣西北大队，江西 九江 332000）摘 要：矿坑涌水量预测是矿区水文的重要部分，计算矿坑涌水量的目的，就是提交满足设计要求精度的矿坑涌水量，为矿山设计防治水工程，提供依据。
本文讨论了矿山矿坑涌水量预测的计算条件、程序和常用的方法。
关键词：矿坑涌水量预测；矿区水文；防治水工程；程序中图分类号： P641.4 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）18-0128-2收稿日期：2021-09作者简介：齐良，男，生于1991年，汉族，江西九江人，助理工程师，研究方向：水工环。
在矿山开采前要对矿坑涌水量进行预测，矿坑涌水量预测一般分为井工矿和露天矿的矿坑涌水量预测，应与水文地质条件、可开采资源储量分布和开采设计紧密结合确定预测计算范围；一般应由上到下、由浅到深进行；以最佳技术经济为原则，避免过于复杂的计算公式；宜结合矿区探采对比总结规律，选择最接近矿区实际的预测计算方法。
新建矿山应预测先期开采地段或第一开采水平（或中段）的矿坑涌水量生产矿山应在现有水文地质条件基础上预测下一开采水平（或中段）的矿坑涌水量。
1 矿坑涌水量预测计算的条件若要精确预测矿坑涌水量，应详细查明水文地质条件，包括矿坑充水水源、矿坑充水主要因素和途径，应根据矿区所在水文地质单元的降雨入渗条件和地下水补给、径流和排泄条件，预测开采条件下地下水系统补给、径流和排泄特征变化，同时按照规范确定含水层厚度、水文地质边界和主要充水岩层具有代表性的水文地质参数、计算水平（或中段）及范围。
2 矿坑涌水量预测计算的程序首先根据实际野外和钻探工作，对矿床水文地质条件进行概化，构建水文地质概念模型，再建立水文地质数学模型，最后带入水文地质参数求取涌水量。
概念模型和数学概念模型的建立，应贯穿于矿床勘查到开采的全过程，随着对矿床水文地质条件的深入不断优化。
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[收稿日期] 2005212210;[修订日期] 2006202220[作者简介] 张本臣(19592),男,黑龙江牡丹江人,黑龙江省有色金属地质勘查702队工程师.矿坑涌水量预测的影响因素分析张本臣,刘喜信,孙传斌(黑龙江省有色金属地质勘查702队,黑龙江牡丹江 157021)[摘 要]矿坑水的补给条件、矿体围岩的岩性和产状、矿床的开采方式以及所选计算公式各参数是预测矿坑涌水量时应考虑的主要影响因素。
[关键词]涌水量;影响因素分析;矿坑[中图分类号]TD 742+1[文献标识码]A [文章编号]100122427(2006)012058204由于涌水量预测的精确程度直接影响矿床的合理开采和安全生产,因此,工作时必须对影响矿坑涌水量预测的因素进行周密的研究和考虑。
预测矿井正常和最大涌水量,为防止矿井突水提供水文地质资料,为确定合理治水方案提供依据。
正确地预测矿坑涌水量,是在详尽查明矿坑充水因素及获得可靠计算参数的基础上,根据矿床开采设计,选择相应的公式进行的。
本文在以下几个方面加以探讨。
1 矿坑水的补给条件对矿坑涌水量预测的影响流入矿坑的水,包括矿坑揭露的矿体及其围岩本身贮存的地下水的静储量,通过不同岩层或岩体和不同途径进入矿坑的地下水的动储量,某些情况还有来自深层的承压水。
因此在预测矿坑涌水量时,应当首先考虑充水因素影响的强度和延续时间,然后矿坑充水的补给范围,补给面积和补给边界。
大气降水,往往直接或间接地成为矿床充水因素,影响矿坑涌水量的变化速度、幅度和延续时间。
具体的水文地质条件如补给区的远近、埋藏的深度、降雨强度和延续时间等也是矿床充水的因素之一。
一般来说,距补给区近、埋藏浅的矿井的涌水量变化速度快、幅度大;而距补给区远的埋藏深的矿井则相反。
雨季涌水量大,旱季涌水量小,且和大气降水对比有延迟现象(见表1)。
表1 某铅锌矿二层平硐自然涌水量与季节关系Table 1 The relation sh ip between two dr if t natural i nf low of water of so m e Pb ,Zn deposit and season s坑道海拔高度(m )旱季涌水量(m 3 d )雨季涌水量(m 3 d )涌水量增加幅度(倍)最大涌水量出现月份62929189851732197、8、9571411251311803127、8、9地表水体(河流、湖泊、水库、海洋等)对矿床充水的影响取决于矿体与地表水力联系程度、补给距离和地表水体的规模。
如黑龙江省翠宏山铁矿,矿体位于靠河岸下50～100m第25卷2006年 第1期3月 吉 林 地 质J I L I N G E O LO G Y V o l 125,N o 11M ar 1, 2006 处,河水与矿床水力联系密切,预测涌水量达15000m 3 d ,该矿已详查完成多年,并且储量很大,但因水大而至今尚未开采。
构造破碎带能否成为矿坑充水因素,决定于构造破碎带的性质,充填物质的成分及其胶结程度以及构造破碎带同地表水的水力联系程度,我国有些煤矿常在断层带处发生突水事故,大多是断裂带与石灰岩喀斯特发生水力联系的缘故。
因此,在预测涌水量时,应考虑突水事故发生的可能性及突水强度。
同时,在确定补给半径时,应考虑可能受到含水或隔水的构造破碎带的阻截等情况。
2 岩石的性质与产状对矿坑涌水量预测的影响地表水及地下水是通过矿体围岩流入矿坑的,因而矿体及其围岩的岩石性质和产状,在很大程度上控制了地下水运动的特征。
在地壳岩石圈中,岩石性质和产状无论在空间和时间上都有不同程度的差别,因此,应详尽地研究岩层(体)及岩层组的以下特点:岩石成分、粒度、形状、排列和胶结情况;岩石的孔隙、裂隙、喀斯特发育的性质与强度;岩层(体)及岩层组的岩石性质在水平和垂直方向上的变化规律及递变的急剧程度。
对于疏松岩层,应研究堆积物的成因类型及分布特点。
在冰积、残积、坡积、洪积和冲积层中,岩石性质往往是非均质的,分布也不稳定。
对于坚硬半坚硬岩层,应研究裂隙的性质(原生的、构造的、风化的),裂隙的分布规律(区域的、局部的),指出最发育的裂隙方向和交切情况以及地下水运动方向的关系。
对于碳酸盐质岩层,应研究喀斯特发生、发展、变化的规律及其分布特征。
岩石性质的不均匀性,常引起岩石透水性的差异,一般情况是在最发育的裂隙方向上,透水强烈。
岩层的不同产状直接影响着矿体进水条件,造成矿坑涌水量预测的复杂化。
对于水平产状:具有隔水底板的单一均质水平岩层,矿坑进水条件简单。
当岩层为非均质垂直分布时,进入矿坑的水量,受不同岩层渗透性能控制,这就应按平均渗透系数值或不同渗透系数值分别计算。
对于直立岩层:厚度极大时,影响半径一般达到含水层边缘。
有限厚的直立岩层,矿坑进水条件较复杂,两侧为弱透水岩层时,进入矿坑的水量有两部分:一为沿岩层走向方向的水量;另外垂直岩层走向方向进入的水量。
对于倾斜岩层:这类岩层的倾角大于45°的以下的,可以按直岩层计算:倾角小于45°的,可按水平岩层计算。
3 矿床的开采方式对矿坑涌水量预测的影响不同的矿床开采方式,会直接影响矿坑充水程度与进水条件的改变。
因此,在预测矿坑涌水量时,除了分析自然地理、地质与水文地质因素外,还必须考虑到矿床开采方式的影响。
开采方式,一般可分为露天开采和井下开采的种类型。
井下的开采又包括竖井和坑道。
对于倾斜坑道,在预测涌水量时,可以依照倾斜角度大于45°和小于45°分别以垂直和水平坑道的方法计算。
预测露采矿场的涌水量,实际上就是计算影响半径范围内的静储量和动储量。
有些矿区,矿层底板以下的承压水也可能通过裂隙流入采矿场。
其动储量则与开采面积内的降水95 第1期 张本臣等:矿坑涌水量预测的影响因素分析 06 吉 林 地 质 2006年 量和集水面积内降水的渗透量有关。
有时也可能有来自附近地表水体的渗透量。
大气降水的直接补给是构成露天采矿场涌水量的重要来源,故排水的强度要随大气降水强度的变化而变化。
所以预测露天采矿场涌水量时,确定降雨强度,地下流系数和水力均衡条件就显得非常重要。
井下开采与露天开采不同,大气降水的直接补给影响很小,井下开采的涌水量为竖井和坑道系统涌水量的总和,以水平坑道来讲,充水的程度取决于所揭露岩层的含水性。
但有时不仅要考虑到被直接揭露的含水层的充水,还应考虑到由于开采工作形成的人工裂隙所引起的顶(底)板含水层的充水。
进行竖井开采时,竖井会穿过许多厚度不同,含水量不同的岩层,但对矿坑涌水量有实际意义的是充水性大的含水层。
因此在预测竖井涌水量时,应对各个含水层分别计算。
全面评价矿坑充水的程度和水量,仅仅预测涌水量的大小是不够的,还必须知道涌水量的动态,亦即涌水量在开采过程中的变化情况。
由于坑道深度和面积逐渐加深和扩大,坑道涌水量也将随着改变。
如果矿区内地下水主要是静储量在开采初期,就会有最大的涌水量,以后涌水量逐渐减少。
如果矿区内有大量动储量,且没有阻碍降落漏斗发展的水文地质条件,则坑道涌水量在开采初期很小,随着坑道的掘进、降落漏斗的形成与扩大,涌水量逐渐增加;此增加值往往与坑道的深度、长度、面积成某一函权关系,有时会成为一种稳定的补给状态。
另外开采过程中遇喀斯特化的碳酸盐岩时可能有大的导水、储水构造带,还可能有涌水量急剧增加的情况。
4 计算公式中所选各参数对矿坑涌水量预测的影响矿坑涌水量预测正确与否,与原始参数的精确程度和计算参数的正确选择关系极大。
从常用的裘布依公式:Q=11366K(2H-S)S (lg R-lg r) 可见,渗透系数K,影响半径R,井筒半径r,含水层厚度H,水位降低S等主要参数,对涌水量Q都有直接的关系。
①渗透系数(K):在公式中渗透系数与涌水量成正比关系。
由于自然界条件复杂,往往在同一个矿区不同地段、渗透系数变化也很大。
例如黑龙江省老柞山岩金矿区,由于裂隙发育的不均匀,两孔相距250m,渗透系数从01048～01629m d相差十几倍。
目前计算渗透系数的公式繁多,影响计算方法的自然因素多种多样,因此,选择一个符合于具体条件的公式,正确获得渗透系数的大小,对矿坑涌水量的正确计算是极其重要的。
②影响半径(R)与井筒半径(r):影响半径和井筒半径都是计算涌水量的原始数据,虽然在公式中都是取其对数,对于涌水量计算结果影响不大,但在某些情况下,如水平渠道公式Q=B K(H2-h2) 2R中,影响半径则与涌水量成反比关系,其大小直接影响到涌水量的变化。
在实际情况中,由于岩层渗透性不同及开采方式的影响,影响范围与井筒往往成不规则几何图形,导致计算的复杂性。
因此必须正确地确定影响半径和井筒半径。
③含水层厚度(H):含水层是根据岩层透水性与含水性的强弱来判定的。
一般认为砂岩与可溶岩层为含水层强的岩层,而页岩类岩层为含水性极弱的隔水层。
但在自然界中岩层性质变化很大,含水层双取决于裂隙溶洞的发育程度与分布规律。
即使同一岩层,其含水性与透水性也有不同。
例如黑龙江逊克县东安金矿含水层为风化裂隙及构造裂隙组成的带状含水体其厚度由几十米至一百几十米不等,且埋藏深度不同,由此可见,判定含水层厚度是极其复杂的,也是非常重要的,它直接关系到,矿坑充水条件与涌水量的大小。
④水位降低(S ):水位降低与含水层的厚度有一定的关系,并且影响到矿坑涌水量的变化,当水位降低到含水层厚度一半时涌水量最大,若超过这一限度,则会有显著的水跃现象产生。
通常在用裘布依公式计算涌水量时,当水位降低到含水层底板时(S =H ),取h =0,未考虑到水跃的影响,故计算出的涌水量要偏大,因此,预测矿坑涌水量时应当考虑水位降低与含水层厚度的关系。
5 结语综上,本文从理论结合实际矿山出发,对矿坑涌水量预测问题进行了探讨,但在实际工作中,各矿山的具体情况千差万别,自然条件及地质、水文地质条件的错综复杂,预测矿坑涌水量时必须详尽全面分析各种影响因素,既要抓住主要方面,又能充分考虑次要方面影响程度,这样才能使预测结果更加准确而接近实际情况。
从而为矿山安全生产提供依据。
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