矿井涌水量动态预测非稳定释水-断面流法

我国北方煤田上覆地下水系统含水层以砂岩为主,是矿井主要充水水源。除浅部、露头区外,上覆砂岩地下水系统总体上构成非径流型蓄水构造,弹性贮存是其地下水主要赋存状态,压力传导、局部渗流为地下水动力学模式,矿井涌水主要为承压含水层弹性释放。非充填开采,煤层上覆地层周期性冒裂形成冒裂二元结构体,其自身释水(弹性、重力)与其外侧含水层断面弹性释水叠加形成矿井涌水。冒裂二元结构体释水随冒裂周期发生,时间短暂。外侧含水层断面释水可用非稳定流定降深沟(渠)流方程描述,进而获得外侧含水层断面释水单宽流量。外侧含水层释水断面随冒裂周期性延展累积,迭代更新,矿井涌水流量随之变化。在研究、刻画外侧含水层释水断面延展、迭代时空规律基础上,给出含水层断面释水流量预测方法、公式,与冒裂二元结构体自身周期性释水流量叠加,获新的矿井涌水量预测方法—非稳定释水-断面流法。     

煤矿井地下水系统与矿井涌水

遵循空间守恒,采煤空间转化为新增地下含(透)水空间和地面沉降空间。裂隙带、冒落带叠置而成的二元结构体构成矿井地下水含水系统,其中的地下水弹性释放和重力释放是矿井涌水的最初、最直接来源和重要组成。该系统空间为原生地下水系统新的排泄区(汇),并以此为中心形成矿井地下水流动系统。随着工作面关闭,地下水位(压)回升,矿井地下水系统与原生地下水系统不断叠加、耦合,直至矿井关闭,形成新的区域地下水系统。矿井地下水系统作为局部地下水系统,其非均质性及流线折射规律为矿井污染的扩散提供了水动力条件。矿井地下水系统特性,决定了工作面接替方向对矿井涌水量的重要影响。     

华北型煤田矿井岩溶水涌(突)出机理与涌(突)水量预测方法探讨

北方岩溶水系统的形成与相关河流的发育贯通相辅相成。不同的岩溶水系统模式表现出不同的地下水动力学特征,岩溶水径流带控制的岩溶水网络系统是北方岩溶水系统的基本特征。天然状态下,华北型煤田煤层顶板砂岩地下水系统与底板岩溶地下水系统有水力联系的区域,是矿井岩溶水涌(突)出的危险区。煤矿采掘工程打破了煤层顶、底板地下水系统水压力平衡,在压差作用下,承压岩溶水的"压裂"作用对构造煤系发育层段的疏通有着重要作用。承压岩溶水的释放或涌(突)出,是岩溶承压含水层弹性贮存量的释放,岩溶水运动属非稳定流。将断层等线形过水断面概化成环状井(孔)过水断面,则可用定降深非稳定流承压井流方程,预测可能的岩溶水涌(突)水流量及其变化规律。对流量函数Q(t)定积分,则可预测任意延续时间段的涌(突)水量。基于承压岩溶水弹性释放的非稳定流矿井岩溶水涌(突)水量预测方法,突破了岩溶水涌(突)水量无法预测的禁锢,对提升矿井岩溶水防治水平,解放华北型煤田下组煤有积极、重要意义。     

再论刚果（金）卡莫阿—卡库拉铜矿水文地质特征及矿坑涌水量预测

通过对卡莫阿—卡库拉铜矿区地表、巷道水文地质特征进行调查,比对相关水文地质报告技术资料,以及反复观察钻孔岩性含(隔)水特征等工作,初步揭示了矿区地下水含水系统补给、径流及排泄条件,提出利用罗安群R4.2组长石砂岩钻孔抽(压)水试验技术成果参数,采用有限边界条件理论公式对矿坑涌水量进行预测,以期为矿床开采设计提供更为可靠的水文地质技术参数。     

煤矿井充水特征及多方法预测矿坑涌水量

评价矿井充水特征和预测矿井涌水量是煤矿床水文地质勘查中一项重要和复杂的工作,不同矿区呈现出不同的水文地质特征,单方法预测矿坑涌水量风险较大,与实际出入甚远,应深入分析水文地质条件和矿床充水的各项因子,采用多方法预测矿坑涌水量。以云南省镇雄县坪上兴隆煤矿为例,分析研究水文地质条件和矿井充水特征,分别采用比拟法、地下水动力学法和回归分析法预测矿坑涌水量,为兴隆煤矿提供安全生产参考,也为矿区水资源开发和水环境保护提供依据。     

宝鼎矿区深部水文地质条件研究及涌水量计算

宝鼎矿区浅部资源行将枯竭,深部开采已迫在眉睫,而预测深部涌水量成为其首要解决的问题。通过对矿区深部水文地质条件研究与矿井充水因素的分析,认为矿区各含水间水力联系差,同一含水层组的不同地段间的含水裂隙的连通性亦差;断层多为高角度压性逆断层,导水性差,富水性弱;矿区上部水平及下部水平的浅埋区的充水水源主要为大气降水和老窑水,而下部水平主要的充水水源为上覆水平的采空区积水和地下水。运用比拟法和地下水动力学对延深的第一接替水平四个区段的较大涌水量和一般涌水量进行了计算,经过比较,采用了比拟法的计算结果：矿井的一般涌水量为2860.88m3/d,据此提出了切实可行防治水措施,从而为矿井深部建设提供了水文地质依据。     

双柳煤矿矿井涌水量数值模拟研究

如何比较准确的预测矿井涌水量一直是国内外煤矿相关研究人员努力探求的重要问题之一。在充分认识和掌握研究区水文地质条件的基础上,建立了与实际情况相符合的矿井涌水量数值模拟数学模型,重点研究了模型的边界条件、模型的时间和空间离散、含水介质水文地质参数的确定,并运用目前较为流行的地下水数值模拟软件Visual Modflow对研究区进行了矿井涌水量数值模拟,得出了比较合理的矿井各水平井下涌水量,为矿井水害防治提供决策依据。     

哈密盆地多层含水系统地下水流数值模拟

对具有多层含水结构的哈密盆地地下水系统, 提出了一类考虑弱透水层弹性释水作用的地下水流耦合数学模型。利用实际资料的数值模拟结果表明, 与忽略弱透水层弹性释水作用的数学模型相比, 其精度提高、更符合实际的水文地质条件, 为定量评价多层越流系统地下水资源提供了一种实用可靠的数值方法。      

某煤矿区水文地质特征分析及矿井涌水量预测

利用刘家坪子煤矿区水文地质资料,对矿区水文地质条件进行分析研究,采用地下水动力学法,预测主采煤层(C5煤)开采过程中的矿井涌水量,同时采用水文地质比拟法,利用水文地质条件与该矿相似的小发路煤矿的资料,预测该矿井开采过程中的涌水量,采用地下水动力学和水文地质比拟法,分析两种计算方法的优缺点,选择比拟法作为开采初步设计的参考。     

哈密盆地多层含水系统地下水数值模拟

对具有多层含水结构的哈密盆地地下水系统，提出了一类考虑弱透水层弹性释水作用的地下水流耦合数学模型。利用实际资料的数值模拟结果表明，与忽略弱透水层弹性释水作用的数学模型相比，其精度提高、更符合实际的水文地质条件，为定量评价多层越流系统地下水资源提供了一种实用可靠的数值方法。     

对山西省阳泉新景矿矿井涌水量分析的预测

在论述矿井水文地质特征的基础上,分析了矿井的涌水来源,认为上组煤主要涌水来源是煤层顶板的基岩裂隙水。下组煤主要涌水水源是太原组灰岩水和奥灰水。结合矿井近年来涌水状况及抽水试验参数,采用含水系数法、达西定律与＂大井法＂对矿井涌水量进行了预测,预算结果与矿井涌水量真实情况相接近,建议矿方在开采下组煤奥灰岩溶水带压区时,应配置不低于最大预测涌水量的强排系统,确保矿井安全生产。     

新疆永新煤矿水文地质条件分析及矿井涌水量预测

永新煤矿因产能升级,需查明矿井水文地质条件并预测矿井涌水量。通过对矿井水文地质条件的研究与矿井充水因素的分析,认为A3煤顶底板砂岩裂隙水为主要充水水源,运用地下水动力学承压转无压完整井公式计算出矿井正常涌水量为2 261 m3/d,矿井曾经发生突水时的最大涌水量为453 m3/h,这两个数据可以作为矿井排水设计依据。     

“分段大井法”预测矿井工作面涌水量

为了准确预测矿井涌水量,保障矿井生产安全及保护地下水资源,以内蒙古自治区鹰俊一号矿井20101和80101掘进工作面为例,按月掘进进度将工作面进行分段。在矿区水文地质勘查、抽水试验获取有关水文地质参数的基础上,对每个掘进分段应用"大井法"预测了将地下水位疏干至二煤底板及八煤底板的矿井涌水量。结果表明:地下水位疏干至二煤底板时20101工作面的最大涌水量为395.1 m3/h,地下水位疏干至八煤底板时80101工作面的最大涌水量为330.4 m3/h。该方法将矿井涌水量预测与矿井水文地质结构和掘进进度紧密结合起来,预测所得的矿井涌水量更加贴近实际。     

钻孔简易水文地质编录与测井结合对岩溶含水层含水性划分探讨 ——以福泉市大湾磷矿为例

矿区水文地质勘查中,一般针对整个充水含水层,往往忽略含水层中分布的弱透水层或相对隔水层,从而导致涌水量预测结果与实际出入较大。本文以福泉市大湾磷矿区为例,以首采区范围为试验场,通过钻孔物探测井和简易水文地质编录相结合的手段,对灯影组含水段和弱透水段进行详细划分,确定灯影组实际有效含水段厚度M值,对于矿井涌水量预测及后期矿井开展防治水具有重要的意义。     

奥灰水文地质条件的数值模拟探讨

基于数值模拟技术以象山矿11#煤底板奥灰含水层放水试验成果为基础,深入分析与合理概化水文地质条件,采用三维地下水模拟软件Visual MODFLOW建立研究区地下水系统的三维数值模型。经过模型的校正分析,认识矿井水文地质条件,反演得出含水层主要水文地质参数,最终合理的预测了该矿井11#煤研究区底板带压涌水量及首采面奥灰含水层涌水量。     

峰峰五矿底板突水数值模拟及涌水量预测

利用峰峰五矿的突水资料进行了矿区地下水数值模拟和矿井涌水量预测。首先,根据水文地质条件,建立矿区地下水渗流的数学模型。然后,运用突水资料对模型进行检验,模型检验中各观测孔的实测水位与模拟水位拟合较好。最后,利用所建模型进行矿坑涌水量预测,结果表明,-100m水平以下煤层的开采,矿坑涌水量大,开采成本较高。     

矿井涌水量混沌特征与预测

由于受到水文地质、矿井开采等因素的影响, 矿井地下水系统的演化不仅具有确定性也具有随机性, 采用单一的确定性方法或随机性方法都难以揭示矿井地下水系统演化的两面性.混沌理论将确定性分析方法和随机性分析方法两者实现了统一.矿井涌水量时间序列是地下水系统中各要素相互作用的结果, 它包含着该动力系统的信息.基于刘桥二矿水文地质背景分析, 采用混沌时间序列分析方法对该矿的矿井涌水量时间序列进行建模、分析, 得出了其Lyapunov指数为0.1427, 表明刘桥二矿涌水量具有混沌特征.利用建立的模型, 选择2004年4月至2005年2月间的矿井涌水量时间序列进行验证, 结果表明, 利用混沌时间序列分析方法预测矿井涌水量是可行的且具有较高的精度.      

矿井涌水量计算的非稳定流解析法

目前矿井涌水量预测普遍存在着评价方法简单、机械套用计算公式、或利用应用软件玩模拟游戏等现象,反而对非常适用的非稳定流解析法重视不够。根据非稳定流解析法公式的基本原理,对其在矿井涌水量预测方面的适用性进行了讨论,并以山西省霍州煤电集团公司某煤矿采区水文地质补充勘查报告矿井涌水量预测为例进行了计算,计算结果表明:非稳定流解析法的雅柯布(近似)公式对于煤层底板突水的矿井涌水量预测,较稳定流解析法和传统的类比外推法在理论上更适用,操作上更灵活;与数值法相比,其又具有较好的直观性。在实践中,该方法计算过程清晰,计算结果可靠,具有推广应用价值。     

解析法在矿井涌水量预测中的应用及评价

受水文地质条件复杂性和计算方法适用性等限制,矿井涌水量预测一直是国内外研究的难点。根据水文地质勘探、地下水位动态观测、抽水试验等成果,充分了解石榴煤矿勘探区的水文地质条件。通过系统分析合理概化研究区的水文地质条件,采用稳定井流解析法预测矿井涌水量。最后对预测结果作出评价,并根据矿井涌水量的预测给出一定的建议。     

矿井涌水量混沌时间序列分析与预测

矿井地下水系统是个非线性系统,由于地下水系统的复杂性,很难完全确定影响矿井涌水量的因素,因此传统的矿井涌水预测表现出较大的局限性。而混沌时间序列分析能够利用单变量处理方法,分析矿井地下水系统中,由于多因素耦合作用所产生的矿井涌水量时间序列。通过对某矿区1985年9月至2005年2月矿井涌水量时间序列资料的分析,显示矿井涌水量时间序列具有混沌特征;通过对比预测值和实测值,表明预测精度高。因此,混沌时间序列分析方法用于矿井涌水量预测是可行的。