車夏光

摘 要：文章通過數(shù)值模擬法、水文地質(zhì)解析法和Q～S曲線外推法分別對礦區(qū)礦坑涌水量進(jìn)行了預(yù)測，結(jié)合本區(qū)實(shí)際水文地質(zhì)條件，準(zhǔn)確的對礦坑涌水量預(yù)測及評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：注漿帷幕；涌水量預(yù)測；數(shù)值模擬法；解析法；Q～S曲線外推預(yù)測法

中圖分類號(hào)：TD742 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）31-0057-02

Abstract： In this paper， numerical simulation method， hydrogeological analysis method and Q～S curve extrapolation method were used to predict the mine pit water inflow. Combined with the actual hydrogeological conditions of the area， this paper made accurate prediction and evaluation of mine pit water inflow.

Keywords： grouting curtain； water inflow prediction； numerical simulation method； analytical method； Q～S curve extrapolation prediction method

1 礦坑涌水量預(yù)測

1.1 數(shù)值模擬法

利用帷幕水文地質(zhì)數(shù)值模擬識(shí)別模型對帷幕各段進(jìn)水量進(jìn)行預(yù)測，以礦井-240m、-290m、-340m開采水平作為限制水頭，各開采水平下礦坑涌水量預(yù)測如下表1、2、3所示，-240m、-290m、-340m預(yù)測流場如圖1、2、3所示。

1.2 解析法

1.2.1 本次解析法采用潛水含水層 “大井法”計(jì)算公式進(jìn)行礦坑涌水量預(yù)測，其計(jì)算公式如下：

Q= （1）

吉哈爾經(jīng)驗(yàn)公式： R=10S （2）

影響半徑估算公式： r0= （3）

引用影響半徑估算公式：R0=R+r0 （4）

式中：Q-預(yù)測礦井涌水量（m3/h）；K-滲透系數(shù)（m/d）；H-含水層厚度（m）；h0-開采水平至隔水層底板高度；d-為大井距隔水邊界的距離（m）；S-水位降低值（m）；R0-礦坑引用影響半逕（m）；r0-礦坑引用半逕（m）；R-影響半徑（m）；F-多邊形礦坑的面積（m2）。

1.2.2 計(jì)算參數(shù)的選擇

（1）含水層厚度（H）：采用隔水層頂板標(biāo)高與2個(gè)抽水主孔平均靜止水位標(biāo)高的差值。

（2）滲透系數(shù)（K）：采用大型群孔抽水試驗(yàn)資料所計(jì)算的導(dǎo)水系數(shù)平均值T，采用公式K=T/M計(jì)算，結(jié)果為K=1.80m/d。

（3）多邊形礦坑面積（F）：據(jù)《勘探地質(zhì)報(bào)告》資料，其值為1.3km2。

1.2.3 各水平礦坑涌水量預(yù)測

根據(jù)公式（1）、（2）、（3）、（4）及以上計(jì)算參數(shù)計(jì)算得到本區(qū)各水平礦坑涌水量，計(jì)算參數(shù)及結(jié)果見表4。

1.3 Q～S曲線外推預(yù)測法

本區(qū)裂隙-孔洞含水層受后期構(gòu)造斷裂和剪切破碎的影響表現(xiàn)出高度的非均質(zhì)性，再者由于斷層及帷幕的共同作用，使得本區(qū)邊界條件又比較復(fù)雜，在這種情況下使用Q～S曲線外推法預(yù)測礦井涌水量常能獲得較好的效果。

利用曲度法進(jìn)行曲線判別。

表達(dá)式為：n= （5）

當(dāng)n=1時(shí)，為直線型曲線；1

n=2時(shí)，為拋物線型曲線；n>2時(shí)，為對數(shù)型曲線。

根據(jù)以往數(shù)據(jù)判定該曲線類型為對數(shù)型。通過曲線擬合得出Q～f（s）曲線方程為：Q=654.67logS+321.03。

利用上述曲線方程可以進(jìn)一步預(yù)算未來開采-240m、-290m及-340m水平時(shí)礦井的涌水量，其計(jì)算結(jié)果（見表6）。

2 涌水量預(yù)測評(píng)價(jià)

采用數(shù)值模擬法、水文地質(zhì)解析法和Q～S曲線外推法分別對礦區(qū)礦坑涌水量進(jìn)行了預(yù)測，利用參數(shù)準(zhǔn)確、齊全，預(yù)測結(jié)果比較相近。但由于（1）本礦區(qū)含水系統(tǒng)無論是含水介質(zhì)特征及邊界條件都不完全符合解析法的假定條件，水文地質(zhì)參數(shù)選擇的是抽水試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果的平均值，與本區(qū)高度非均質(zhì)水文地質(zhì)類型不相符，解析法計(jì)算的涌水量僅供參考對比；（2）曲線外推法選擇的二個(gè)階段只是近似

穩(wěn)定狀態(tài)，抽水試驗(yàn)未達(dá)到真正穩(wěn)定，所以曲線外推法預(yù)測的涌水量也僅作為參考；（3）數(shù)值模擬法采用先進(jìn)的

Feflow軟件，將本區(qū)離散成若干個(gè)單元，并進(jìn)行參數(shù)分區(qū)，經(jīng)過對實(shí)際抽水資料識(shí)別校正，更符合本區(qū)實(shí)際水文地質(zhì)條件。綜上所述，推薦數(shù)值模擬計(jì)算的結(jié)果作為礦井排水設(shè)計(jì)的依據(jù)，即Q-240=38738.2（m3/d）；Q-290=43051.0（m3/d）；

Q-340=46449.2（m3/d）。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳亮.金屬礦床礦坑涌水量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2017.

[2]普天平，王本新，向明榮.淺談礦產(chǎn)地質(zhì)勘查中礦坑涌水量預(yù)測的方法[J].科技與企業(yè)，2012

（22）：189-190.