矿井水文地质条件分析及涌水量估算
《2024年矿井涌水量预测研究》范文

《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。
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。
211171122_元阳县依里铅锌铜矿水文地质条件分析及涌水量预测

2023年 1月下 世界有色金属163元阳县依里铅锌铜矿水文地质条件分析及涌水量预测赵一光,韩志文(云南省有色地质局三0八队,云南 昆明 650214)摘 要:本文对云南省元阳县依里铅锌铜矿水文地质条件进行研究,通过对勘查区地形地貌、气象特征及含(隔)水层特征分析,确定了矿床充水因素,并预测了矿坑涌水量。
为矿床技术经济评价及矿山建设可行性研究和设计提供科学依据。
关键词:依里铅锌铜矿;水文地质;涌水量预测中图分类号:TD862 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)02-0163-3Hydrogeological Condition Analysis and Water Inflow Prediction of Yili Lead Zinc Copper Minein Yuanyang CountyZHAO Yi-guang, HAN Zhi-wen(Team 308, Yunnan Nonferrous Geology Bureau, Kunming 650214, Yunnan)Abstract: This paper studies the hydrogeological conditions of Yili Lead Zinc Copper Mine in Yuanyang County, Yunnan Province. Through the analysis of the landform, meteorological characteristics and the characteristics of aquifers (aquifers) in the exploration area, the water filling factors of the deposit are determined, and the water inflow of the mine pit is predicted. It provides a scientific basis for the technical and economic evaluation of the deposit and the feasibility study and design of the mine construction.Keywords: Yili Lead Zinc Copper Mine; Hydrogeology; Prediction of water inflow收稿日期:2022-12作者简介:赵一光,1983年10月,汉族,男,山西繁峙人,本科,工程师,主要研究方向为工程地质,水文地质,矿产勘查。
袁店煤矿水文地质条件分析及涌水量估算

R ( m)
1 1 6 4 . 7 4
r o ( m)
9 9 5 . 7 6
R o ( m)
2 1 6 O . 5 0
Q一 ( m’ / h )
l 3 6
表4 1 0煤顶 、底板 砂 岩 裂隙 含水 层 涌水 量估 算 结果 表
( 4 ) 第二隔水层。 分布较稳定 , 隔 水 性 能一 般 较 好 , 但 局 部 隔 水
层 薄 弱 地 带 隔 水 性 能较 弱 。
( 5 ) 第三含水层 。 本层中部有一厚层粘土将其分为上、 下段 ; 上
2 井 田水 文地质条 件
水 层 可根 据其 赋 存 介 质特 征 进 一 步 划 分 第 三 、 四 系松 散 层 孔 隙 含
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
R o ( m)
1 63 7. 8 8
Q ( m’ / h )
9 2
表3 7 —8煤上 、下 砂 岩裂 隙水涌 水 量估 算结 果 表 F ( m )
3 1 1 4 9 7 8
K( m/ d )
0 . 0 5 1 5 2
M( m)
1 5 . 4 0
H ( m)
算 的矿 井涌水量 结 果相 差不 大。 基 本符 合谊 矿水 文地 质 条件反映 的 规律 。 估算 结 果可 以为该 矿 井生 产提 供 参考 资料 。 关键词 : 水文地质 条件 涌水量 估算 地下 水动力学法 水文地质比拟法 中 图分 类 号 : T D 7 4 2 . 1 文 献标 识 码 : A 文 章 编号 : 1 6 7 2 - 3 7 9 1 ( 2 0 1 3 ) 0 7 ( b ) - 0 0 7 7 - 0 3
解析法和比拟法在矿井涌水量分析及预测中的应用

解析法和比拟法在矿井涌水量分析及预测中的应用矿井涌水量是评价矿井水文地质条件复杂程度的重要指标,正确预测矿井涌水量对指导矿井排水设施建设以及对保障煤矿安全生产具有重要意义,然而矿井涌水量的影响因素又极其复杂。
因此文章通过对各影响因素的分析,运用解析法和比拟法对开河井田上组煤3煤层的涌水量进行了合理地分析及预测,达到了较好的效果。
标签:涌水量分析;解析法;水文地质比拟法矿井涌水量分析及预测的方法有很多种,根据统计模型可以分为确定性模型和非确定性模型两大类。
其中,确定性模型主要采用解析法、数值法和水均衡法等,非确定模型主要采用相关比拟法等。
作者应用的是解析法和水文地质比拟法,通过二者的对比,参照本井田的水文地质情况,预测出合理的涌水量,以更好的指导生产。
1 井田地质概况开河井田位于区域水文地质单元的西北部,为巨厚新生界松散层覆盖的全隐蔽煤田,新生界地层厚度226.50-359.20m,平均304.85m,由东向西逐渐增厚。
西部为梁山断层,东部有嘉祥断层,北界是郓城断层,因此该区北、东、西三面为阻水边界,南部为人为边界。
井田内F2断层近东西横贯本区中部,落差>1000m,F2断层以北煤层埋藏深,赋存侏罗纪淄博群三台组砂岩及二叠纪石盒子组含水层;F2断层以南煤层埋藏浅。
井田内各基岩含水层深埋于巨厚松散层之下,仅接受新生界底部砂砾层水的补给,与大气降水无直接水力联系。
2 矿井涌水量预算根据充水因素分析,3煤层直接充水含水层为3煤层顶、底板砂岩(简称3砂)、三灰。
井田内对3砂进行了一次、三灰进行了二次抽水试验,并对3砂和N底砂层进行了一次混合抽水试验,抽水质量均为合格以上,其成果可作为涌水量的计算依据。
2.1 3砂涌水量预算井田西邻梁宝寺煤矿正开采3煤层,并已生产多年,积累了较丰富的水文地质资料,其水文地质条件与本井田相类似,故分别采用解析法和水文地质比拟法,预算3砂涌水量。
矿井第一水平为-350m,初期揭露面积取0.5km2。
矿井涌水量

第三节、矿井涌水量预测方法
预测失误原因 预测特点 1、水文地质比拟法 预测步骤
2、 Q-S曲线外推法 3、回归分析法
4、解析法 5、水均衡法
预测失误的原因分析
1977~1978年,地质矿产部曾对55个重点岩溶充水矿山 进行了水文地质回访调查,矿井涌水量预测值与开采后的实 际涌水量的对比表明: 10%的矿区--误差小于30% 80%的矿区--误差大于50% 个别矿区----误差达数10倍、100倍 例1:叶庄铁矿预测值为417.4m3/d,实际值为预测值的256.3倍。 例2:泗顶铅锌矿
矿井涌水量
第一节、 矿井水观测 第二节、 矿井涌水量的测定 第三节、 矿井涌水量预测方法
中 国 矿 业 大 学:郑 丽 萍 Email:zhlp1978@
2013年10月16日
矿井涌水量是指矿山建设和生产过程中单位时间 内流入矿井(包括各种巷道和开采系统)的水量。
意义:它是对煤田进行技术经济评价、合理开发的重要指标, 也是设计和生产部门制订采掘方案,确定排水能力和防治措施 的重要依据。在煤勘和矿建生产中具有重大意义。
Q aS
Ⅰ直线型
S 0 a bQ
1 lg Q lg a lg S b
Ⅱ抛物线型
Ⅲ幂曲线型 Ⅳ对数曲线型
取单对数
Q a b lg S
曲度法 在曲线上取两点, 由下式求出曲度值n: ( Q 1, S 1 )
lg S 2 lg S1 n lg Q2 lg Q1
(Q2,S2)
表3
位置
3
不同水源对矿井充水影响台帐
各类型水所占百分数 断层水 底板水 % m /h
3
涌水量 m /h %
3
矿井涌水量监测与预测

(二)矿井涌水量的测定
1.容积法 2.浮标法 3.堰测法 4.流速仪法 5.水仓水位法
(一)容积法
(适用于涌水量较小时) 涌水量计算公式为:
QV t
式中 Q—矿井涌水量,m3/min;
V—容器容积,m3; t—水充满容器的时间,min。
(二)浮标法
• 涌水量计算公式为:
•
Q 0.8F L
•
3、观测资料的整理:
表 1-3-2 涌水量随时间和空间变化特征台帐
涌水量
(m3/h)
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
巷道
名称
155 水平回风巷 东
55 水平大巷 翼
55 水平石门
155 水平回风巷
西翼 55 水平大巷
55 水平石门
主井井筒
副井井筒
井底车场
斜井井筒
全矿汇总
位置
155 东翼 155 西翼 55 东翼 55 西翼 全矿井
1、涌水量观测站点的布置:
固定站点: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 入水仓处、 临时站点: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
2、涌水量观测要求:
按时间: 一般每旬观测一次 初揭露的涌水量未稳定之前,每天测量一次 突然涌水,每隔1-2h观测一次 按突水点: 回采工作面通过重要含水结构时,每天或每班测定一次 疏干钻孔或老窑防水钻孔,每隔3-5天测定一次 竖井每延伸10m、斜井每延伸20m测量一次
Q0,P0 — —老矿井涌水量、开采量
(2)水文地质条件比拟法:
2、相关分析法
矿坑涌水量预测——水文地质比拟法

任务十六矿坑(井)涌水量预测二、水文地质比拟法(-)原理和应用条件水文地质比拟法:就是利用地质和水文地质条件相似、开采方法基本相同的开采矿区或生产矿井的排水资料,来预计勘探区、新建矿井或在生产矿井延伸开采的涌水量。
适用条件:有实测涌水量可以类比的新、旧矿井。
根据生产矿井的涌水量,预测新建水文地质条件类似、开采方式相同的新建矿井的涌水量;根据生产矿井上水平的涌水量预测延伸水平的涌水量。
(二)计算方法、步骤1、富水系数比拟法:富水系数是指一定时期内从矿井排出的总水量Q。
与同期内的矿石开采量Po之比,以Kp表示。
Kp= Q o∕ Po如:新建矿井与在生产矿井水文地质条件类似,开采方式方法相同,则新建矿井的涌水量Q: Q = Kp. P采矿区面积富水系K L Qo∕ Fo,采掘长度富水系数K1= Qo∕ Lo。
一般以上述各富水系数的综合平均值为比拟依据。
2、单位涌水量比拟法:单位涌水量q。
是指单位水位降深和单位开采面积的平均涌水量。
可根据相似生产矿井的资料求出,其计算公式如下:层流:q 0= Q o ∕ (F 0. S o )紊流:qθ= Q o ∕(Fo. So"?)勘探矿区或新建矿井涌水量Q 的比拟计算公式如下:层流:Q =q0*F*S =Q 0 ——........ 紊流:Q =qo*F*S = Q o - βΓS () 片)Y %在许多情况下,矿井涌水量与开采面积和水位降深之间不呈线性关系,也不符合 紊流关系,则比拟计算公式为:Q =q0*F*S =Q 0 — ..........K S°m 、n 为待定系数,可根据经验通过计算或曲线拟合确定,或用最小二乘法求得。
(三)水文地质比拟法算例例:梗杉煤矿未来矿井涌水量计算①计算方法采用比拟法,即采用根杉坡井已有资料比拟其未来矿井涌水量,分别采用长度比 拟法和面积比拟法,然后采用综合结果。
②计算公式及计算参数:试中:Q —未来矿井涌水量(∏)3∕h )Qo 一老井涌水量(m 3∕h ),正常涌水量取20—30 m 3∕h oL 一未来矿井0^100田之间的南北向巷道总长度。
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矿井水文地质条件分析及涌水量估算
摘要:随着人们生活水平的提高,对矿物资源需求量增加。
其中,预测金属矿
井涌水量是一项比较复杂的工作。
在详细调查矿井水文地质条件后,根据矿井实
际开采情况,预测金属矿井的正常涌水量和最大涌水量,为矿井防排水提供技术
依据。
关键词:地质条件;水文地质;涌水量;充水
引言
矿井涌水量就是流入矿井巷道内的地表水、裂隙水、老窑水、岩溶水等的总量,它是金属矿开发的一个重要技术条件。
地质勘探工作区应查明水文地质条件
和预计开采矿井的涌水量,以便在建井和生产时采取相应的流、排、堵、防等措施。
1矿区水文地质特征
地处黄河水系榆溪河流域范围内,井田地下水水文地质单元四周边界均为人
为划定边界,无隔水地层或隔水断层。
根据地下水赋存条件及水力特征,井田内
自上而下可划分为五个含水岩层(组),两个隔水岩(组)。
根据导水裂隙带发
育高度计算可知井田内开采3#金属层形成导水裂隙带均导通了其顶板直罗组底部“七里镇砂岩”及延安组第四段底部“真武洞砂岩”,故二者为该矿井直接充水水源;井田大部分地段第四系松散层孔隙含水层未在导水裂缝带范围内,为矿井间接充
水含水层,南部地段与第四系松散层潜水沟通,使之转换成为矿井的直接充水水源。
充水通道有断层点、风化裂隙带等天然通道,也有开采后形成的导水裂缝带、封闭不良钻孔、小窑井巷等人为通道。
充水强度取决于充水含水层的富水性、空
间分布特征,也是本论文研究重点内容。
2金属矿井水文地质条件
2.1地表水系
自西向东从金属矿井南缘流过,河流年平均径流深度43.8mm,年径流量
4.994×106m3,径流系数0.09。
矿井最低点位于安峪河河床,高程1540m。
过去
未进行过地表水文观测,此次在地形图计算得矿井以上汇水面积23km2。
此次依
据年平均径流深度43.8mm计算得出,矿井所在区多年平均径流量1.01×10m3。
矿井最高点为矿区中部的一号山梁,是安峪河和矿井北部木瓜沟的地表水分水岭,矿井南、北两侧发育2条冲沟,雨季洪水沿沟谷汇集后向东流入安峪河。
由于前
期该矿为露采,造成矿井中部原生山梁形成露采坑,采坑两侧为露采遗弃的废弃
矿渣和地表剥离岩土体。
2.2充水通道
(1)渗入性通道。
渗入性通道是一种具有分散性质的细小空隙,无论是直接充水水源还是间接充水水源,在通过它时,均能正常进入矿井。
岩石发育成岩后,其中的胶结物被地下水溶解,形成后生溶蚀孔隙。
矿井内含水层的孔隙发育特征
是碎屑的粒度小、钙质胶结,并且含水层之间的水交替主要以孔隙、岩石的原生
裂隙来完成。
(2)溃入性通道。
溃入性通道主要是在构造断裂时突发性地大量
涌入矿井的通道。
断裂带本身的水力性质和采矿作业的方式与强度是构造断裂成
为充水通道的充分条件。
断裂时产生的断层破碎带透水性较好,其中规模较大的
也可构成重要的充水水源。
(3)封闭不良钻孔及水文钻孔。
井田施工产生了许
多钻孔,虽然已经做了封孔措施,但封闭质量无法全部保证,因此个别封闭质量
不达标的钻孔会成为金属矿生产的安全隐患。
2.3含水隔水层
地下水的主要类型是承压水。
大多数含水层暴露在地面上,在那里它们可以
接受大气降雨并增加其含水量。
矿井含水层和地质条件比较复杂,如含水层可分
为奥陶系上马家沟组、石炭系上统太原组以及峰峰组。
地层具有发达的岩溶裂隙,不同地区岩溶裂隙发育程度不同。
岩层富水性强。
就其性质而言,峰峰组地层厚
度很大,所以富水性很差。
石炭系上统太原组以薄灰岩为主,岩溶形态以溶蚀孔
隙和裂隙为主,常为次生生物充填。
矿山防渗层又分为三层,三层的性质各异,
按照不同地质情况其本身的特性也不同。
2.4计算公式
综合上述情况分析,矿井的充水水源为大气降水,其次为后期开采矿区南缘
深部金属层时接受安峪河孔隙水的侧向入渗补给。
在安峪河一带预留防隔水金属
柱后,将不再受其影响。
由于矿井所处区域未实施过降水入渗试验,为合理估算矿区的降水入渗数据,选择地下水径流模数法来估算矿区地下水量。
计算公式如下:
式(1)中,Q涌为矿井年涌水量,m3;Q入渗为年降水入渗量,m3;F汇
为汇水面积,km2,地形图上圈定面积为0.57km2;M为地下水径流模数,
104m3/(a•km2),依据《山西省水资源二次评价》资料,本区地下水径流模数
为6.621×104m3/(a•km2)。
3构造导水性
矿井在掘进前需采取物探、钻探等探测措施,探清断层导水性,根据断层导
水性考虑采取注浆、疏水和留设防水金属柱等措施,防止构造导通含水层导致突
水事故发生。
若井田内存在断层或发现新断层,则采掘过程中需采取以下措施:巷道掘进时要对断裂区进行超前探查,探查距离应大于60m,对异常区要进
行钻孔验证,钻孔至少有一个终孔于巷道底板6m以下,并要求最先施工,并确
定断层的导水性及断层附近是否有瓦斯或有毒有害气体聚集。
钻孔要安装套管,
配备闸阀,以防水压过高失去控制。
此类钻孔可以防止遗漏隐伏导水断裂或陷落
柱突水。
如果断层导水要对巷道实施注浆,形成筒状帷幕,确保安全。
工作面形
成后,要在工作面的各巷道对底板进行探查,对异常区、断裂带等处要施工钻孔
探查和验证孔,若发现水情,则应采取注浆处理。
如果断层附近有瓦斯或有毒有
害气体聚集,则应立即停止掘进,待处理至安全水平后再继续施工。
开采过程中要过断层时,如断层断距不大且不导水或断层水量不大,则需加
强探放水,并坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则,待治理
并达到安全水平后方可生产。
若断层断距过大,则工作面需跨过断层重新开切眼、搬家,而后方可生产。
根据具体情况在保证矿井安全的情况下考虑是否留设保护
金属柱。
4水害防治措施
4.1落实堵水措施
在对矿井的水源处理过程中,工作人员需要根据风险合理处理相应的水文地
质资源,了解工程可能对地质结构产生的影响。
在分析范围的基础上,结合岩石
本身的力学特性,来分析含水层和采集区域结构的变化情况,总结整体特征,以
便于后续施工。
在开采过程中,对高渗水风险的区域可以缩小勘察范围,利用数
值模拟和应力场演化模型来分析地质结构的影响,以保证高效开采。
事实上,在
疏通和堵水时,很难完全堵死水源,主要的治理目标应是控制在水压范围内。
通
过有效落实堵水策略,可以从根本上消除项目中存在的渗水危险性,解决隐患和
安全问题,提高工程开采的效率和安全性。
4.2使用矿井顶板支护
最常用的支护方法是加强顶板的支护。
基本支撑结构主要由木、石、钢三部分组成。
采用木制支撑结构的优点是重量轻,容易放在架子上。
适用于金属矿井下各种施工环境,但木材支撑结构的不足、易腐、防水差等弊端明显。
而石头支架是由灰浆和石头制成的,可以使用石材来源,具有经济性,同时石头支撑结构还可以防止围岩的风化现象出现。
结语
矿井的含水层发育简单,补给来源单一,富水性弱,对矿井充水影响较小;南缘安峪河一带采取治理措施后也不会对矿井充水造成影响。
此次采用地下水径流模数法估算矿井正常涌水量为100m3/d,最大涌水量为150m3/d。
参考文献
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