内蒙某露天煤矿首采区矿坑涌水量预测
《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。
首采工作面涌水量预测与防治-2019年精选文档
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。
《矿井涌水量预测》课件
矿井涌水量预测的目的是保障煤矿生产秩序，减少煤矿事故发生。
常见的预测方法
基于经验的预测方法
基于钻井、探槽和其他采集资 料，经验预测依赖于矿工的经 验和直觉，容易出现误差。
基于物理模型的预测方法
基于物理模型的涌水量预测方 法是透过对矿井构造、水文地 质以及水动力学的认知，采用 数学物理模型并依据矿井特征 提取因素来预测矿井涌水量。
提高预测精度
矿井涌水量预测的准确度直接 影响到整个采矿工作的安全和 效率。需要进一步提高模型的 预测精度。
探索新的预测方法
矿井涌水量预测是一个复杂的 过程，目前已有一些方法可以 应用。需要从多个角度探索新 的预测方法和解决方案。
总结
1 矿井涌水量预测方法的重要性
煤矿涌水量预测是保障生产安全，提高工作效率的重要前提。随着煤矿采矿的深入，预 测矿井涌水量越来越成为必须的措施。
计划。
涌水量预测模型介绍
神经网络
决策树
支持向量机
神经网络是一种能够以极 快的速度进行比较值得方 法，但同时需要耗费极大 的空间。它利用在大型数 据集中，可以发现数据并 从中提取未知关联性的深 度学习。
决策树是一种知识表示树， 用于解决分类和回归问题。 树有一个节点分裂的过程， 并生成新分支，直到新分 支可以根据特征达到预期 的水平。
支持向量机是一种可以处 理非线性数据分类的算法， 主要特点是最大化各分类 间边界的距离。
随机森林
梯度提升决策树
随机森林算法基于多棵决策树建立的。通过 结合预测，骗异性和多样性，提高预测的精 度和鲁棒性。
梯度提升决策树算法在处理特征缺失数据方 面具有很强的适应性，在减小预测偏差方面 也有一定优势。
实例分析
矿坑涌水量的预测方法
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。
某露天采矿场降雨迳流量预测
Hi——— 历年雨季总的降雨量,
m;
(
４)正常降雨迳流量 Qz 的计算
将所取得参数运用到下列正常降雨迳流量的计
算公式中,即可求得.
Qz＝ HF ⌀＝０．
０１×４０３５３０×０．
５＝２０１８
m /d
３
式中 Qz———正常降雨迳流量,
m３/d;
H———正常降雨量,
m;
F———泵站担负的最大汇水面积,
对某露天矿矿区水文地质条件和当地的气象信息分析,确定相 应 的 计 算 参 数,计 算 出 该 露
天矿降雨迳流量,为矿山疏排工程设计提供依据.
关键词 :
露天矿;涌水量;降雨迳流量;设计频率暴雨迳流量
中图分类号:
TD７４ 文献标识码:
A
１ 引 言
露天 采 矿 场 总 涌 水 量 主 要 有 两 个 部 分:一 个 是０．
５.
３．
３ 取得的成果
矿坑正常降雨迳流量:
２０１８ m３/d,矿坑设计频
率暴雨迳流量:
４０９５８m３/d.一般露天矿山降雨迳
流量比地下涌水量大很多,是总涌水量的极大部分,
故在矿山疏排方案设计中应加强汛期矿山防治水工
作.经过对水文地质条件的分析,矿区富水性中等,
mm;
９~１０ 月为干热季,气温 ２６~３２℃ ,
１０ 月最热,
日照时间 １０h 以 上,风 力 很 小;
月
１１ ~４ 月 为 温 湿
季,气温略 低 于 干 热 季,全 年 的 雨 量 主 要 集 中 于 此
季.年平均 降 雨 量 为 １２０２ mm,年 平 均 蒸 发 量 为
２０７２mm,多年平均最大 ２４h 暴雨量为 １１０mm.
13矿井涌水量预测
巷、斜巷、石门）在开拓过程中的涌水量。
疏干工程的排水量：指在规定的疏干时间内，将水位降到某
一规定标高时所需的疏干排水强度（疏干流量） 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。在矿区勘探和矿井建生产中有重大意义。
1 a
1 b
二、涌水量-降深曲线法（Q-S曲线法）
原理：根据稳定井流抽水试验资料建立涌水量与降深的
关系方程，根据勘探试验阶段与未来开采阶段水文地质 条件的相似性，外推预测未来矿井的涌水量。
优点：避开求取各种水文地质参数，计算简便
应用条件：避开了求取各种水文地质参数，计算简便，
适用于水文地质条件复杂且难于取得有关参数的矿井及 矿区。
n=2 抛物线 n>2 对数曲线
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图解法
1．作图法 观测历年最大涌水量和最大水位降深， 得（Ｑi，ｓi）（i＝ １,２,…,ｎ），在Ｑ─ｓ坐标系上投点，称散点图（或相关 图），用直尺凭视觉画大致平分散点的直线，量斜率和截距， 写方程。此方程因人而异，不唯一，误差大。
2．近似图作法 在散点图上平行于纵轴作直线ｅ 左右平分所有散点，再ｅ1平分右 边散点、ｅ2平分左边；同理，以 平分散点为前提作平行横轴的直线 ｈ、ｈ1、ｈ2。设ｈ1、ｈ2与ｅ1、 ｅ2的交点为Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ，按 散点展布趋势连Ｂ、Ｄ（或Ａ、Ｃ） 点，求出直线的斜率及截距，即可 图7-1 回归直线散点图 得回归方程Q=f（s）。
Q0 Fs Q F0 s0
优点：简单、应用方便。
有时涌水量随开采面积（或巷道长度）、水位降深的增加不具
有线性关系，但能用幂函数关系来比拟。
水文地质勘查技术：矿坑涌水量概述
水文地质勘查技术
——矿坑涌水量概述
矿坑（井）涌水量预测概述
一、矿坑涌水量及预测内容和要求 二、矿坑涌水量预测的特点 三、矿坑涌水量预测的方法、步骤
水文地质条件包括哪些内容？
一、矿坑涌水量Βιβλιοθήκη 预测内容和要求矿坑涌水量：矿山开拓与开采过程中，单位时间内涌入矿坑的水量。 1、矿坑涌水量预测内容与要求 （1）矿坑正常涌水量：通常是指平水年（或平水期）开采系统达到某一标高时，正 常状态下保护相对稳定时的总涌水量。 （2）矿坑最大涌水量：是指丰水年雨季开采系统的最大涌水量。 （3）开拓井巷涌水量：指包括井筒和巷道在开拓过程中的涌水量。 （4）疏干工程的排水量：指在规定的疏干时间内，将水位降到某一规定标高时所需 的疏干排水强度（疏干流量）。
对于地质勘探阶段，主要是进行评价性的计算，以预测矿坑正常状态下的最大涌水 量为主，到于开拓井巷的涌水量预测，一般由矿山基建部门承担。
正确预测矿坑涌水量，要求必须遵循的原则是：查清水文地质条件，计算参数要有 代表性，正确选择计算方法和数学模型。
例：老窑，拟疏干至-120m水平，恢复开采，计算 预测井积水约有150万m3,正常矿坑涌水量150n3/h， 计划6个月时间疏干，计算疏干排水量？
4、矿坑涌水量预测多是大降深。 5、在矿床地质调查研究中，一般对水文地质工作投入的技术条件较差，投 资少、工程控制程度低，在客观上也给涌水量预测带来较大困难。
三、矿坑涌水量预测的方法、步骤
可利用地下水资源评价方法进行矿坑涌水量预测计算。计算步骤： 1、建立符合客观实际的水文地质模型。 2、选择合适的计算方法，建立正确的数学模型。 目前常用的计算方法有：类比外推法（水文地质比拟法、Q—S曲线法）、相关 分析法、解析法、数值法等。 3、计算、评价预测。
某矿井水资源论证项目涌水量预测分析
《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。
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６２． ｍ 。 ４５
Ｉ 、 号 Ⅱ号 与 Ⅲ 号 含 水 层 顶 、 板 隔 水 层 均 由 泥 岩 、 砂 底 粉
图 １ 井 田 交 通 位 置 图
岩 或 细 砂 岩 组 成 ， 布 连 续 ， 度 稳 定 ， 水 性 能 良 好 分 厚 隔
１ 矿 区 自然 地 理 概 况
根 据含 水介 质 的孔 隙类 型 ， 下 水 的补 、 、 条 件 ， 地 径 排 含 水 层 的富水 性及 其水 化学 特 征 ， 区内 含水 层 分 为 第 四系 孑 隙 Ｌ 含水层 组 和侏 罗系 裂隙一孔 隙含 水层 组 。
２ １ １ 第 四 系孔 隙 含 水 层 组 ． ．
该 含 水 层 岩 性 主 要 以 砂 砾 层 为 主 ， 度 ５～ ０ｍ， 位 标 厚 ２ 水 高在 ６０ ６０ ５ｍ之 间 ， 流 总 体趋 势 是 由北 东 向 南 西径 ０ ０ ． 径 流 ， 大气 降雨 为主要 补 给 。 以
３４ ８ｍ ４ ． ｍ。 井 田 内 无 河 流 和 湖 泊 。
２ 矿 区水 文 地 质 条 件
２ １ 含 水 层 组 ．
过渡 ２年 ； 后达 到设计 规模 ７ ０ Ｍｔａ 最 Leabharlann ／ 。为在煤 层 开采 前 期
查 明井 田水 文 地 质 条 件 ， 地 下 水 疏 排 工 程 设 计 提 供 依 据 ， 为 本 文 对 该 露 天 煤 矿 首 采 区进 行 矿 坑 涌 水 量 预 测 。 国 内外 常 用 的 矿 坑 涌 水 量 预 测 方 法 有 ：解 析 法 、 拟 法 模 （ 括 数 值 模 拟 和 电 网模 拟 法 ）、 均 衡 法 和 比 拟 法 等 。 本 文 包 水 运用 大井法 和狭长 水平 坑道 法进 行 了矿坑 涌水 量预 测 。
海拉尔 区约 ２ ｍ。３ １国道 在 井 田南侧 约 １ ｍ 处 通 过 。 ０ｋ ０ ５ｋ
见图 １ 。矿 区 属 大 陆 性 亚 寒 带 气 候 ， 常 遭 受 西 伯 利 亚 寒 流 经 的 袭 击 。 春 秋 两 季 多 风 ， 季 严 寒 ， 季 较 热 。 年 最 大 降 水 冬 夏
不均。
Ⅱ号含 水层 岩性 以 ２号褐 煤为 主 ， 度 １ 厚 ０～４ ０ｍ。
Ⅲ 号 含 水 层 岩 性 以 ３号 褐 煤 为 主 ， 度 １ 厚 ０～３ 。 ０ｉ ｎ
２ ２ 隔 水 层 ．
第 四 系 底 部 沉 积 的 冰 碛 泥 砾 及 煤 系 地 层 顶 部 发 育 的 泥 岩 、 砂 岩 、 砂 岩 ， 成 了较 稳 定 的 第 四 系 隔 水 层 ， 度 １ 粉 细 构 厚 ５
２１ ０ ０年 ９月
地 下 水
Ｇｒ ｕ ｔ ｒ ｏ ｎｄ ｗａｅ
第３ ２卷
第 ５期
Ｓ ｐ．， ０ ｅ ２０１ Ｖ０ ． ２ Ｎ０． １３ ５
内蒙 某 露 天 煤 矿 首 采 区 矿 坑 涌 水 量 预 测
史 冻 生
（ 河北 省 石家庄 经济 学 院 ， 河北 石家 庄 ０ ０ ３ ） ５ ０ １ ［ 摘 要 ］ 准确预 测矿 坑 涌水量 ， 是矿床 水 文地质 勘 查的 一项 重要 而复 杂 的工 作 ， 矿 床 水 文地 质勘 查 中的根 是
［ 收稿 日期 ］ ２ １ ０ ０—０ ５—１ ７
［ 者 简介 ］ 史冻 生 （９ ５ ） 男 ， 北石 家庄 人 ， 读研 究生 ， 攻 方 向 ： 下 水科 学与 工程 。 作 １８ 一 ， 河 在 主 地
该 露 天 煤 矿 位 于 海 拉 尔 河 北 岸 ， 政 区 划 隶 属 于 内 蒙 古 行 自治 区 呼 伦 贝 尔 市 海 拉 尔 区 谢 尔 塔 拉 镇 。 谢 尔 塔 拉 镇 南 距
３ 矿 床 充 水 因 素 分 析
由矿 区 内 各 含 水 层 的 水 文 地 质 特 征 及 露 天 开 采 方 式 可
量 ５ ２ ９ｍｍ， 年 平 均 降 水 量 ３ ５ ０ ｍｍ， 平 均 蒸 发 量 ４ ． 多 １ ． 年
ｔ ’ 日 Ｉ Ｊ吾
内蒙某 露天 煤 矿 是 一 新 建 煤 矿 ， 采煤 层 厚 度 大 、 藏 可 埋
浅 、 源 储 量 丰 富 、 采 煤 层 上 覆 地 层 剥 离 量 小 。 该 矿 设 计 资 可 前 ５年 暂 按 ３ ０Ｍｔａ规 模 进 行 生 产 ， 后 按 ５ ０ Ｍｔａ规 模 ． ／ 然 ． ／
本 任 务 。 本 文 用 大 井 法 和 狭 长 水 平 坑 道 法 对 某 露 天 煤 矿 首 采 区 进 行 了矿 坑 涌 水 量 预 测 ， 测 结 果 为 １ ７ ． ５ｍ３ 预 １ ４ １ ／ １
ｄ 为地 下水疏 排 工程设 计提供 依 据 。 ．
［ 键 词 ］ 首采 区 ； 坑 涌水 量预 测 ； 井法 ； 长 水平坑 道 法 ； 关 矿 大 狭 ［ 图分类 号 ］ Ｐ ４ ． ６ 中 ６ １４ １ ［ 文献 标识 码 ］ Ｂ ［ 章编 号 ］ １０ 文 ０ ４—１ ８ ２ １ ０ ０ ２ —０ １ ４（ ０ ０） ５— ０ １ ２
知， 该露 天矿 矿坑 充水 水源 以地 下水 和 大气降 水为 主 。
区 内 年 最 大 降 水 量 ５ ２ ９ ｍｍ， 年 平 均 降 水 量 ３ ５ ０ ４ ． 多 １． ｍｍ， 气 降 水 主 要 集 中 在 ７、 大 ８月 ， 一 时 段 大 气 降 水 对 矿 坑 这 涌水较 大 。
２ ． 裂 隙一 孔 隙含 水 岩 组 ．１ ２
该 含水 岩组 共包 括 以各煤 层 为主 的三个 相对 独立且 较 为 稳 定 的含水 层 ， 含水 层 之 间 水 力 联 系 不 明 显 ， 各 煤层 是其 主
要 含 水 介 质 。 自上 而 下 依 次 为 Ｉ号 含 水 层 、Ⅱ号 含 水 层 、 Ⅲ 号 含水 层 。 Ｉ号 含 水 层 岩 性 以 １号 褐 煤 为 主 ， 度 为 １ 厚 ０～３ 富 水 性 ０ｉ ｎ，