礦坑涌水量預(yù)測計算規(guī)程

中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)礦坑涌水量預(yù)測計算規(guī)程I前言 Ⅱ 12規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 1 24.1基本原則 24.2基本要求 25礦坑涌水量預(yù)測計算的條件和程序 35.1礦坑涌水量預(yù)測計算的條件 35.2礦坑涌水量預(yù)測計算的程序 36井工礦礦坑涌水量預(yù)測計算 36.1水文地質(zhì)比擬法 36.2涌水量一降深曲線法 46.3相關(guān)分析法 4 56.5解析法 66.6數(shù)值法 67露天礦礦坑涌水量預(yù)測計算 77.1基本要求 77.2露天采坑地下水涌水量計算 77.3地表水匯入采坑水量計算 77.4降水滲入采坑水量計算 78預(yù)測計算結(jié)果的應(yīng)用 78.1基本應(yīng)用 78.2其他應(yīng)用 附錄A(資料性附錄)水文地質(zhì)比擬法常用計算公式 9附錄B(資料性附錄)涌水量一降深曲線法常用計算公式 附錄C(資料性附錄)相關(guān)分析法計算公式 附錄D(資料性附錄)水均衡法常用計算公式 附錄E(資料性附錄)解析法模型建立及常用計算公式 附錄F(資料性附錄)數(shù)值模擬及計算公式 25附錄G(資料性附錄)露天礦礦坑涌水量計算公式 參考文獻(xiàn) Ⅱl2345系數(shù)不低于70%。66.5.3.1模型建立及公式選取參見附錄E。6.5.3.3回采階段可視為穩(wěn)定流，礦坑疏干流場處于相對穩(wěn)定狀6.6.2.1勘查精度要求高。平面上基本查明各類水頭邊界和隔水邊界，垂向上基本查明含水系統(tǒng)的結(jié)788.2其他應(yīng)用9(資料性附錄)A.1降深一面積比擬法(單位涌水量比擬法)疏干面積和水位降深是礦井涌水量變化的主要影響因素。根據(jù)生產(chǎn)礦井有關(guān)資料求得的單位涌水如果涌水量與開采面積和水位降深之間的關(guān)系不成正比(非直線),則A.2富水系數(shù)法A.3比擬系數(shù)法則則則則b)采空區(qū)面積：c)采掘長度：d)采空體積：A.4其他比擬法a)降深比擬法：(n≤1)……(m≥2)B.1數(shù)學(xué)模型圖B.1Q-s曲線圖a)直線型(I):b)拋物線型(Ⅱ):c)冪指數(shù)曲線型(Ⅲ):d)對數(shù)曲線型(IV):Q=a+blgs……………式(B.1)至式(B.4)中：B.2曲線規(guī)律B.3判別Q-s曲線類型(放)水試驗的涌水量和相應(yīng)的水位降深資料，分別放到上述四種Q-s曲線類型的直線關(guān)系式B.4確定參數(shù)c)直線型：N——鉆孔抽水試驗降深次數(shù)。B.5井徑換算由于抽水試驗的鉆孔孔徑遠(yuǎn)小于井筒直徑，為消除井徑的影響，應(yīng)在預(yù)測井筒涌水量時進(jìn)行井徑(資料性附錄)C.1回歸方程的建立b?=Q-b?r?-b?S'Q′=b?+b?r'+b?s'用相關(guān)系數(shù)(R)來表示三個變量線性關(guān)系的密切程度。按相關(guān)系數(shù)定義，R=√U/L,表示回歸平R的取值是0<|R|≤1,越接近1,相關(guān)程度越高，回歸計算精度用剩余均方根來衡量，其中，△b?=LrqLy—L,yLsQ式中：σ——剩余平方和；N——所有參與計算的觀測數(shù)據(jù)組數(shù)(一個涌水量對應(yīng)一個降深，稱為一組數(shù)據(jù));S——除自變量對因變量的線性影響外，因變量值隨機(jī)波動平均變量的大小，S的取值應(yīng)當(dāng)越小越好；K——自變量數(shù)量，對于所解的問題K=2。D.1天然條件下地下水均衡方程的建立F——均衡區(qū)含水層的分布面積，單位為平方米(m2);徑流量為0。圖D.1××礦區(qū)剖面示意圖Q=Q?+Q?=q?+q?+q?+q?……2)以均衡為基礎(chǔ)，用好等效原則。通過對地質(zhì)條件概化(如相對隔水邊界、定水頭邊界)尋找3)充分考慮開采因素。疏干流場始終處于補(bǔ)給量與疏干量不斷變化的動平衡狀態(tài)，隨著開采4)邊界幾何形態(tài)的概化。5)邊界概化應(yīng)把重點放在主要供水邊界上，簡化隔水邊界的形狀影響一般不大。解析法預(yù)算涌水量要求：坑道系統(tǒng)的長度與寬度的比值應(yīng)小于10。根據(jù)中段坑道系統(tǒng)表E.1不同坑道形狀引用半徑計算公式(縫口型)適用S——基坑長度，單位為米(m)D?——橢圓長軸長度，單位為米(m);D?——橢圓短軸長度，單位為米(m)a——矩形長度，單位為米(m);b——短形寬度，單位為米(m);a——方形邊長，單位為米(m)表E.1不同坑道形態(tài)引用半徑計算公式(續(xù))式中：η取值見表E3c——菱形邊長，單位為米(m)式中：小于2～3F——中段坑道系統(tǒng)面積，單位為平方米(m2)式中：小于2～3P——中段坑道系統(tǒng)周長，單位為米(m)表E.2矩形坑道引用半徑中η取值表07表E.3菱形坑道引用半徑中η取值表θη2)“大井”的影響半徑常用的經(jīng)驗公式如下。承壓含水層(吉哈爾經(jīng)驗公式):R=10s√K潛水含水層(庫薩金經(jīng)驗公式):R=2s√H?K式中：H?——含水層的初始水頭高度，單位為米(m);K滲透系數(shù)，單位為米每天(m/d);s——礦坑內(nèi)地下水位設(shè)計降深，單位為米(m)。所有含水層(錢學(xué)溥半經(jīng)驗公式):Q=M?F……表E.4地下水補(bǔ)給模數(shù)常見值結(jié)晶巖R?=R+r?E.1.3最大疏干水位降深的確定d)計算公式的建立或選擇必須符合試驗區(qū)的水文地質(zhì)條件，不能隨意套用無限含水層的計算E.2建立數(shù)學(xué)模型E.2.1大井法穩(wěn)定流數(shù)學(xué)模型F.1單元剖分處理起來稍麻煩一些，計算精度一般也稍低一點)。觀測孔不要與大出水點(特別是主抽水井)剖分在一F.1.2用有限個結(jié)點水頭表示連續(xù)的水頭函數(shù)H(x,y,z,t)。F.2有限差分法公式有限差分法的實質(zhì)就是用差分方程近似代替偏微分方程，把F.3有限元法基本公式有限元法最常用的是迦遼金法和里茲法，二者建立的線性方程組是相同的。以里茲有限元法為例，從變分原理出發(fā)，通過區(qū)域剖分和分片插值，把求泛函的極值問題轉(zhuǎn)化為一組多元線性代數(shù)方程的求解問題。變分原理就是把描述地下水運(yùn)動的偏微分方程的求解，轉(zhuǎn)化為求某個泛函(指以函數(shù)作為自變量的函數(shù))的極值問題。最簡單、最常用的是將滲流區(qū)域剖分成三角形單元和使用線性插值的q——通過單元格內(nèi)截面的水量，單位為立方米圖F.1三角形單元示意圖b)非穩(wěn)定流問題的有限元解法。用有限元法解非穩(wěn)定流問題時，要求將時間區(qū)間也進(jìn)行離散化，HG.1地表水匯入采坑水量計算Q?=F×P×aG.2降水滲入采坑水量計算G.2.2年(日)平均降水量。正常氣候條件下降入采坑水量，可根據(jù)需要計算年均降水量和雨季日平均G.2.3最大日降水量。極端氣候條件下降水滲入采坑的水量，應(yīng)有頻