水災防治(第4章)

1、第四章第四章礦井涌水預測礦井涌水預測 第一節(jié)第一節(jié) 礦井涌水預測礦井涌水預測 v礦井在建設開采過程中，單位時間內不同水源的礦井在建設開采過程中，單位時間內不同水源的水通過不同途徑流入礦井的水量。水通過不同途徑流入礦井的水量。v 礦井涌水量的礦井涌水量的大小大小及其在礦井三維空間的及其在礦井三維空間的分布分布情情況是確定水文地質條件復雜程度的重要指標之一。況是確定水文地質條件復雜程度的重要指標之一。礦井涌水量的詳細劃分和區(qū)別對于正確設計礦井礦井涌水量的詳細劃分和區(qū)別對于正確設計礦井防排水系統(tǒng)和選擇防治水措施具有重要意義。防排水系統(tǒng)和選擇防治水措施具有重要意義。礦井涌礦井涌水量水量v1、按其性質分

2、為：礦井正常涌水量、礦井最按其性質分為：礦井正常涌水量、礦井最大涌水量、礦井災害涌水量大涌水量、礦井災害涌水量 v2、根據礦井涌水量在礦井中分布位置的不同，、根據礦井涌水量在礦井中分布位置的不同，將其分為：井筒涌水量、水平涌水量、采區(qū)涌水將其分為：井筒涌水量、水平涌水量、采區(qū)涌水量、工作面涌水量和全礦井涌水量。量、工作面涌水量和全礦井涌水量。 礦井涌水礦井涌水量分類量分類一、礦井涌水的基本概念一、礦井涌水的基本概念第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第一節(jié)第一節(jié) 礦井涌水基本概念礦井涌水基本概念v指開采系統(tǒng)達到某一標高（水平或中段）指開采系統(tǒng)達到某一標高（水平或中段）時，正常狀態(tài)下保持相對

3、穩(wěn)定時的涌水量，時，正常狀態(tài)下保持相對穩(wěn)定時的涌水量，通常是指平水年的涌水量。通常是指平水年的涌水量。 礦井正常礦井正常涌水量涌水量 礦井最大礦井最大涌水量涌水量礦井災害礦井災害涌水量涌水量v指正常狀態(tài)下開采系統(tǒng)在豐水年雨季的最指正常狀態(tài)下開采系統(tǒng)在豐水年雨季的最大涌水量，礦井最大涌水量就有個大涌水量，礦井最大涌水量就有個多少年一多少年一遇遇的時間概念。的時間概念。v實際上是礦井在不可預知的充水條件發(fā)生實際上是礦井在不可預知的充水條件發(fā)生時所產生的涌水量。從理論上講，礦井災害時所產生的涌水量。從理論上講，礦井災害涌水量是涌水量是不可預知不可預知的，是無法通過預測計算的，是無法通過預測計算所能獲

4、得的礦井涌水量。所能獲得的礦井涌水量。 Q=uA式中：式中：u-過水通道中水的流速過水通道中水的流速 A-過水通道斷面積過水通道斷面積水流量的基本水流量的基本計算公式為：計算公式為：第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第一節(jié)第一節(jié) 礦井涌水基本概念礦井涌水基本概念 礦井涌水量預測雖然在地質勘探中占有重要位置，但礦井涌水量預測雖然在地質勘探中占有重要位置，但至今對它的研究還很不夠，仍處于近似計算的水平。至今對它的研究還很不夠，仍處于近似計算的水平。 二、礦井涌水量預測的基本原則和基本理論二、礦井涌水量預測的基本原則和基本理論（一）礦井涌水量預測錯誤的原因（一）礦井涌水量預測錯誤的原因q水文地

5、質參數缺乏代表性：滲透系數等。q數學模型選擇不當：取決于水文地質模型、勘探方法及勘探工程控制程度。q水文地質條件未查清：地下水補給區(qū)第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第一節(jié)第一節(jié) 礦井涌水基本原則礦井涌水基本原則（二）礦井涌水量預測的基本理論（二）礦井涌水量預測的基本理論二、礦井涌水量預測的基本原則和基本理論二、礦井涌水量預測的基本原則和基本理論1. 1. DarcyDarcy定律定律 式中：式中： Q流量；流量； A過水通道斷面積；過水通道斷面積； h h1 1上游的測壓水頭；上游的測壓水頭； h2下游的測壓水頭；下游的測壓水頭； L水流經的砂柱長度；水流經的砂柱長度； K比例系數。比

6、例系數。 地下水的運動為水在多地下水的運動為水在多孔介質中的滲流運動，服從孔介質中的滲流運動，服從DarcyDarcy定律。定律。 DarcyDarcy定理揭定理揭示了在特定滲流斷面上，水示了在特定滲流斷面上，水的的滲流速度滲流速度與滲流通道允許與滲流通道允許地下水流過的能力及地下水流過的能力及水力梯水力梯度度之間的關系。之間的關系。 單位時間內流過斷面單位時間內流過斷面A的水的滲流量與砂柱中不變的水的滲流量與砂柱中不變的橫斷面積的橫斷面積A及水頭差（及水頭差（h1-h2）成正比，而與水流經的成正比，而與水流經的砂柱的長度砂柱的長度L成反比成反比 。LhhKAQ21第四章第四章 礦井涌水預測礦

7、井涌水預測 第一節(jié)第一節(jié) 礦井涌水基本理論礦井涌水基本理論第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第一節(jié)第一節(jié) 礦井涌水基本理論礦井涌水基本理論 Darcy定律試驗裝置示意圖定律試驗裝置示意圖 如果將（如果將（h1-h2）/L定義為定義為水力梯水力梯度度J，則達西定律表明地下水流則達西定律表明地下水流過某一斷面的流量與該斷面面積、過某一斷面的流量與該斷面面積、介質的滲透系數及水力梯度成正介質的滲透系數及水力梯度成正比，即比，即 達西定律產生的基礎是通過在達西定律產生的基礎是通過在具有一維流動的砂柱中實驗得出具有一維流動的砂柱中實驗得出的，但它對于多維地下水流動問的，但它對于多維地下水流動問題（

8、如二維流動或三維流動）仍題（如二維流動或三維流動）仍具有適用性和可推廣性。具有適用性和可推廣性。地下水運動狀態(tài)為層流時，即雷地下水運動狀態(tài)為層流時，即雷諾數為諾數為Re10時，時，Darcy定律就是定律就是適用的。適用的。 KAJQ 2. 2.水量守恒原理水量守恒原理變化出進QQQ地下水系統(tǒng)水量均衡關系示意圖地下水系統(tǒng)水量均衡關系示意圖v 在特定時間內，流入某一特定含水層系統(tǒng)的水量與流在特定時間內，流入某一特定含水層系統(tǒng)的水量與流出該含水層系統(tǒng)的水量之差，等于含水層系統(tǒng)內部儲出該含水層系統(tǒng)的水量之差，等于含水層系統(tǒng)內部儲存水量的變化量。存水量的變化量。第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第

9、一節(jié)第一節(jié) 礦井涌水基本理論礦井涌水基本理論第一層面第一層面v 對于一個同時包含有地下水補給、排泄和徑流的對于一個同時包含有地下水補給、排泄和徑流的完整的水流系統(tǒng)完整的水流系統(tǒng)而言，地下水系統(tǒng)的總補給量與總排泄量之差等于地下水系統(tǒng)內而言，地下水系統(tǒng)的總補給量與總排泄量之差等于地下水系統(tǒng)內部儲存水量的變化量。部儲存水量的變化量。v v 式中式中 ： Pt時段內地下水的補給強度，時段內地下水的補給強度，m3/h； Qt時段內地下水的排泄強度，時段內地下水的排泄強度，m3/h； Vl含水層在含水層在t時段內的疏干體積，時段內的疏干體積，m3； 重力給水度；重力給水度； S彈性給水度；彈性給水度； h

10、 hH H（t t）-H-H（t+t+t t），），水頭壓力變化量，它是空間水頭壓力變化量，它是空間坐標的函數。坐標的函數。 第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第一節(jié)第一節(jié) 礦井涌水基本理論礦井涌水基本理論zy,x,SVQP1htt完整地下水系統(tǒng)水均衡關系示意圖完整地下水系統(tǒng)水均衡關系示意圖 第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第一節(jié)第一節(jié) 礦井涌水基本理論礦井涌水基本理論 含水層系統(tǒng)的補給量 P 與排泄量 Q 并不是一個恒定不變的量，而是隨t的變量。公式表示為隨時間積分。v 在含水層中任意地隔離出一塊典型單元體則在給定的在含水層中任意地隔離出一塊典型單元體則在給定的t t時段內流入

11、該單元體的水量與流出該單元體水量之時段內流入該單元體的水量與流出該單元體水量之差等于該單元體內儲存水量的變化量。差等于該單元體內儲存水量的變化量。v 這一基本概念的建立，對于從微觀到宏觀建立地下水系這一基本概念的建立，對于從微觀到宏觀建立地下水系統(tǒng)中水流運動的微分方程，具有重要意義。統(tǒng)中水流運動的微分方程，具有重要意義。v 依據依據DarcyDarcy定理和水流均衡方程，可以推導出地下水三定理和水流均衡方程，可以推導出地下水三維流動的微分方程。維流動的微分方程。第二層面第二層面第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第一節(jié)第一節(jié) 礦井涌水基本理論礦井涌水基本理論第三層面第三層面 含水層中任意劃

12、出一個斷面或一個塊體，則從該斷面（塊體）流出或流含水層中任意劃出一個斷面或一個塊體，則從該斷面（塊體）流出或流入的水量等于斷面相鄰塊體流入或流出的水量。入的水量等于斷面相鄰塊體流入或流出的水量。斷面水均衡關系示意圖斷面水均衡關系示意圖承壓含水層中任意切出一個斷面I-I，該斷面將含水層切割為A，B兩區(qū)，設在單位時間內從A區(qū)經斷面I-I流出的水量為QA出，B區(qū)經斷面II流入的水量為QB入，即 QA出=QB入第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第一節(jié)第一節(jié) 礦井涌水基本理論礦井涌水基本理論線性系統(tǒng)是指系統(tǒng)的輸入與輸出之間存在著線性對應關系。線性系統(tǒng)是指系統(tǒng)的輸入與輸出之間存在著線性對應關系。 輸

13、入增加時，輸出則按照固定不變的倍數或比例關系隨著增加，當系統(tǒng)的輸入增加時，輸出則按照固定不變的倍數或比例關系隨著增加，當系統(tǒng)的輸入為輸入為x時，輸出為時，輸出為y，當系統(tǒng)的輸入為當系統(tǒng)的輸入為kx時，輸出則為時，輸出則為ky，即存在輸入與即存在輸入與輸出之間的倍比關系：輸出之間的倍比關系：y=kx當系統(tǒng)有兩個輸入，分別為：當系統(tǒng)有兩個輸入，分別為： 和和 時，則系統(tǒng)的輸出為時，則系統(tǒng)的輸出為 y（ + ）=即系統(tǒng)對合輸入的輸出等于分項輸入作用下輸出之和。即系統(tǒng)對合輸入的輸出等于分項輸入作用下輸出之和。 3. 3.線性與非線性地下水流系統(tǒng)線性與非線性地下水流系統(tǒng)系統(tǒng)輸出或響應輸入或激勵 第四章第

14、四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第一節(jié)第一節(jié) 礦井涌水基本理論礦井涌水基本理論1x2x1x2x 21xyxy 疊加原理應用效果原理圖疊加原理應用效果原理圖 對于一個線性地下水系統(tǒng)而言，疊對于一個線性地下水系統(tǒng)而言，疊加原理的應用，就是指復合輸入問加原理的應用，就是指復合輸入問題的解等于單個輸入的解的合成，從題的解等于單個輸入的解的合成，從而把復雜問題的求解變?yōu)楹唵螁栴}而把復雜問題的求解變?yōu)楹唵螁栴}解的疊加。解的疊加。 對于一個線性地下水系統(tǒng)，當大氣降對于一個線性地下水系統(tǒng)，當大氣降水輸入為水輸入為x時，地下水位上升過程線時，地下水位上升過程線為為 ；當大氣降水輸入為；當大氣降水輸入為y時，時，

15、地下水位上升過程線為地下水位上升過程線為 ；而當；而當大氣降水輸入為大氣降水輸入為x+y時，地下水位上時，地下水位上升過程線為升過程線為 + + 。 xf yf xf yf第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第一節(jié)第一節(jié) 礦井涌水基本理論礦井涌水基本理論第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法一、預測的復雜性與困難一、預測的復雜性與困難 對礦井涌水量在對礦井涌水量在時間時間和和空間空間上進行預測評價，是水上進行預測評價，是水文地質工作的主要任務，也是防治水的前期工作。文地質工作的主要任務，也是防治水的前期工作。 礦井涌水量大小的正確預測一直是礦井水文地質工礦井涌水量大小的正確預測

16、一直是礦井水文地質工作中一項復雜而困難的工作。這種復雜性和困難主要表作中一項復雜而困難的工作。這種復雜性和困難主要表現(xiàn)在以下幾個方面。現(xiàn)在以下幾個方面。v 影響礦井涌水量的地質和水文地質條件復雜多變。影響礦井涌水量的地質和水文地質條件復雜多變。v 礦井所擁有的地質與水文地質資料差別很大。不同礦井所擁有的地質與水文地質資料差別很大。不同礦井之間的差別。礦井之間的差別。v 礦井充水條件千差萬別。礦井充水條件千差萬別。二、二、 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法常見估算方法常見估算方法q 相似條件比擬法相似條

17、件比擬法 q 相關因素統(tǒng)計預測法相關因素統(tǒng)計預測法 q 地下水動力學解析計算法地下水動力學解析計算法 q 水文地質數值計算法水文地質數值計算法 q 電模擬法電模擬法 （一）相似條件比擬法（一）相似條件比擬法 相似條件比擬法：相似條件比擬法：建立在條件相似的基礎上的，建立在條件相似的基礎上的，這種條件相似主要是指影響礦井涌水量的主要相關因這種條件相似主要是指影響礦井涌水量的主要相關因素（含水層的水文地質性質、隔水層的結構與埋藏條素（含水層的水文地質性質、隔水層的結構與埋藏條件、礦井充水的水流動力學性質、礦井采掘方法與采件、礦井充水的水流動力學性質、礦井采掘方法與采掘的三維空間分布等）具有相似性或

18、具有可比較的內掘的三維空間分布等）具有相似性或具有可比較的內在相關聯(lián)系。在相關聯(lián)系。相似條件比擬法常見的有充水系數法。相似條件比擬法常見的有充水系數法。第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法 充水系數是指某個影響礦井充水因素的單位變化量充水系數是指某個影響礦井充水因素的單位變化量或一組因素的單位變化量所引起的礦井涌水量的變或一組因素的單位變化量所引起的礦井涌水量的變化量?；?。 充水系數法充水系數法 iiPQK式中 ： 礦井充水系數；礦井充水系數； 在在PiPi因素作用下同一時期礦井總涌水量；因素作用下同一時期礦井總涌水量； 影響礦井充水的作

19、用因素。影響礦井充水的作用因素。iKiKQiP礦井充水系數是根據礦井建設或生產過程中，礦井的礦井充水系數是根據礦井建設或生產過程中，礦井的實際排（涌）量實際排（涌）量與同一時間段內影響礦與同一時間段內影響礦井涌水量的井涌水量的主要因素主要因素之間建立的一種比擬關系式。之間建立的一種比擬關系式。礦井沖水系數計算方法：根據建設或成產礦井的實際觀測資料分析建立關系。礦井沖水系數計算方法：根據建設或成產礦井的實際觀測資料分析建立關系。第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法礦井涌水量計算公式：礦井涌水量計算公式：PKQ 式中式中 ： 用比擬法預測的礦井

20、涌水量；用比擬法預測的礦井涌水量； 選擇的礦井涌水量比擬影響因素；選擇的礦井涌水量比擬影響因素； 對應對應礦井涌水量影響因素作用下的礦井充水礦井涌水量影響因素作用下的礦井充水系數。系數。QPK最常見的比擬因素有：礦井采掘面積（最常見的比擬因素有：礦井采掘面積（S S），），礦井采空體積（礦井采空體積（V V），）， 礦井巷道與工作面揭露的地質空間長度（礦井巷道與工作面揭露的地質空間長度（L L），），礦井采掘區(qū)煤層底板礦井采掘區(qū)煤層底板承受的水壓系數（承受的水壓系數（ ） ，礦井采掘區(qū)煤層頂板隔水層厚度（，礦井采掘區(qū)煤層頂板隔水層厚度（M M） K第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)

21、第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法SQKSv對應的礦井涌水量相似條件比擬計算公式為對應的礦井涌水量相似條件比擬計算公式為: :SKQS 充水系數數量的充水系數數量的變化反映出礦井涌變化反映出礦井涌水量與其主控影響水量與其主控影響因素并不是永遠呈因素并不是永遠呈線性關系，而礦井線性關系，而礦井充水系數類型的轉充水系數類型的轉化反映了在礦井采化反映了在礦井采掘的不同階段控制掘的不同階段控制礦井充水量的因素礦井充水量的因素會發(fā)生變化會發(fā)生變化。 第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法v雙因素作用下的礦井充水系數：雙因素作用下的礦井充水系數

22、：常見礦井涌水量與比擬因素相關曲線類型圖常見礦井涌水量與比擬因素相關曲線類型圖 恒定礦井沖水系數的恒定礦井沖水系數的Q-P關系圖關系圖可變礦井沖水系數的可變礦井沖水系數的Q-P關系圖關系圖 兩階段礦井沖水系數的兩階段礦井沖水系數的Q-P關系圖關系圖 第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法v 相關因素統(tǒng)計分析方法相關因素統(tǒng)計分析方法回歸分析方法回歸分析方法。該方法是數理統(tǒng)計計算方。該方法是數理統(tǒng)計計算方法的一種，它的本質就是根據礦井采掘歷史及當前的水文地質資料，法的一種，它的本質就是根據礦井采掘歷史及當前的水文地質資料，建立起礦井涌水量與其影響

23、因素之間的內在相互關系，并利用這種相建立起礦井涌水量與其影響因素之間的內在相互關系，并利用這種相互關系預測礦井未來的涌水量及其狀態(tài)變量的變化規(guī)律。互關系預測礦井未來的涌水量及其狀態(tài)變量的變化規(guī)律。第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法（二）相關因素統(tǒng)計預測法（二）相關因素統(tǒng)計預測法礦井涌水量與其影響因素之間的關系一般可表示為 ：式中： 礦井涌水量； 礦井涌水量與其影響因素之間的相關函數關系式； 影響礦井涌水量的主要因素。 ixfQ Q xfix根據根據f(xif(xi) )的不同，可將相關方程的類型分為線性相關方程和非線性相關的不同，可將相關

24、方程的類型分為線性相關方程和非線性相關方程兩大類。線性相關方程有直線型相關方程，非線性相關方程包括拋物方程兩大類。線性相關方程有直線型相關方程，非線性相關方程包括拋物線型相關方程、冪函數曲線型相關方程、對數曲線型相關方程等。線型相關方程、冪函數曲線型相關方程、對數曲線型相關方程等。根據根據xixi的不同，分為單因素相關方程和多因素相關方程。的不同，分為單因素相關方程和多因素相關方程。v 認真分析礦井的地質與水文地質條件，分析研究礦井在采掘歷史上認真分析礦井的地質與水文地質條件，分析研究礦井在采掘歷史上所積累的礦井涌水量及其可能的相關因素的變化規(guī)律，尋找影響或控所積累的礦井涌水量及其可能的相關因

25、素的變化規(guī)律，尋找影響或控制礦井涌水量的制礦井涌水量的主要因素主要因素。實際上尋找影響和控制礦井涌水量的主要。實際上尋找影響和控制礦井涌水量的主要因素，就是尋找和確定進行相關分析（回歸分析）的狀態(tài)變量和控制因素，就是尋找和確定進行相關分析（回歸分析）的狀態(tài)變量和控制變量。變量。v 根據所選定的相關變量，分別作出礦井涌水量與各相關變量之間的根據所選定的相關變量，分別作出礦井涌水量與各相關變量之間的相關曲線圖和相關散點圖相關曲線圖和相關散點圖，進一步定性分析所選擇的變量與礦井涌水，進一步定性分析所選擇的變量與礦井涌水量之間是否存在相關性及其相關程度。如果選擇了礦井月涌水量與大量之間是否存在相關性及

26、其相關程度。如果選擇了礦井月涌水量與大氣降水因素進行相關性分析，則應作圖氣降水因素進行相關性分析，則應作圖4-18所示的相關分析圖。所示的相關分析圖。v 根據相關散點圖上關聯(lián)數據點的分布特征，在數據點的中央位置作根據相關散點圖上關聯(lián)數據點的分布特征，在數據點的中央位置作出一條散點分布趨勢線，根據趨勢線的形態(tài)分析相關類型，并出一條散點分布趨勢線，根據趨勢線的形態(tài)分析相關類型，并確定回確定回歸方程的類型歸方程的類型。常見的散點圖和趨勢線類型如圖。常見的散點圖和趨勢線類型如圖4-194-19所示。所示。v 根據相關趨勢線的特征，判斷確定回歸方程的類型，并根據相關趨勢線的特征，判斷確定回歸方程的類型，

27、并求解回歸方求解回歸方程程。采用相關因素分析法預測礦井涌水量的基本步驟采用相關因素分析法預測礦井涌水量的基本步驟第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法圖圖4-18 相關因素（礦井涌水量相關因素（礦井涌水量Q與大氣降水量與大氣降水量P）作圖分析法示意圖作圖分析法示意圖（a）散點圖；（散點圖；（b）曲線圖曲線圖第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法圖圖4-19 常見相關因素散點圖類型常見相關因素散點圖類型（

28、a）直線方程相關；（直線方程相關；（b）拋物線方程相關；（拋物線方程相關；（c）不相關；不相關；（d）函數相關函數相關圖圖4-20 某礦礦井涌水量（某礦礦井涌水量（Q）與掘進巷道總長度（與掘進巷道總長度（L）相關曲線相關曲線第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法相關系數相關系數：反應相關變量之間的相關密切程度。：反應相關變量之間的相關密切程度。v 地下水動力學方法，就是依據多孔介質（松散沉積的孔隙地下水動力學方法，就是依據多孔介質（松散沉積的孔隙介質、可溶巖類的喀斯特裂隙介質、成巖作用與構造作用介質、可溶巖類的喀斯特裂隙介質、成巖作用與構造作

29、用下的孔隙裂隙介質）中地下水流動力學的基本理論，分析下的孔隙裂隙介質）中地下水流動力學的基本理論，分析研究地下水在多孔介質中的運動規(guī)律、運動狀態(tài)、受控條研究地下水在多孔介質中的運動規(guī)律、運動狀態(tài)、受控條件（地層的滲透性、補給、徑流和排泄條件、邊界約束條件（地層的滲透性、補給、徑流和排泄條件、邊界約束條件、水力驅動條件等）及含水層水涌入礦井的流動條件，件、水力驅動條件等）及含水層水涌入礦井的流動條件，建立起描述研究區(qū)地下水運動規(guī)律的基本方程，通過建立起描述研究區(qū)地下水運動規(guī)律的基本方程，通過求解求解描述地下水運動規(guī)律的基本方程描述地下水運動規(guī)律的基本方程而獲得在假設條件下礦井而獲得在假設條件下礦

30、井涌水量的基本方法。涌水量的基本方法。 （三）解析地下水動力學方法（三）解析地下水動力學方法第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法1.解析法對信息量的要求解析法對信息量的要求v（1）目標含水層及其埋藏條件）目標含水層及其埋藏條件 v（2）含水層的邊界條件）含水層的邊界條件 定水頭補給邊界。定水頭補給邊界。 流量補給邊界。流量補給邊界。 隔水邊界。隔水邊界。 v（3 3）含水層狀態(tài)變量與控制變量相互關系信息）含水層狀態(tài)變量與控制變量相互關系信息 v（4 4）與采掘相關的信息）與采掘相關的信息 第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié)

31、 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法v（1 1）裘布依井流計算公式）裘布依井流計算公式 2.解析法預測礦井涌水量的地下水動力學基礎理論解析法預測礦井涌水量的地下水動力學基礎理論 裘布依井流計算方法是一種地下水穩(wěn)定流解析計算方法。襲布依井流計算公式是在下列假設條件下并依據達西地下水滲流定律和水均衡原理推導出來的。含水層為均質各向同性；含水層隔水底板水平延伸；天然狀態(tài)下（是在未進行礦井疏水或排水之前）潛水面是水平的；含水層四周為與疏排水中心幾乎等距離的定水頭邊界。在上述假設條件下，可得裘布依潛水含水層中井流疏水量與其相關在上述假設條件下，可得裘布依潛水含水層中井流疏水量與其相關因素之間有下列關系

32、：因素之間有下列關系： 或或wwrRhhKQln220wwrRhhKQlg366. 1220第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法v（2 2）泰斯非穩(wěn)定流水文地質參數與礦井涌水）泰斯非穩(wěn)定流水文地質參數與礦井涌水量計算方法量計算方法 如果假設含水層具有下列基本性質： 含水層在水平方向無限延伸，即為無限含水層； 含水層均質、等厚和各向同性； 滲流服從達西滲流定律； 水和含水層的結構骨架均為彈性體； 水頭下降過程中，從含水層中釋放的水是瞬時完成的； 抽水前含水層的水頭面是水平的。 uWKQH4atru42第四章第四章 礦井涌水預測礦井涌水預測 第二節(jié)第二節(jié) 礦井涌水量估算方法礦井涌水量估算方法v（3 3）井群疏降預測與疊加原理）井群疏降預測與疊加原理 根據前面所述的地下水系統(tǒng)的疊加原理，對于一個具線性性質或根據前面所述的地下水系統(tǒng)的疊加原理，對于一個具線性性質或近似線性性質的含水層系統(tǒng)而言，平面上任意分布的多個井對含水層近似線性性質的含水層系統(tǒng)而言，平面上任意分布的多個井對含水層系統(tǒng)的整體激勵可處理為每單個點井對含水層系統(tǒng)激勵的線性疊加。系統(tǒng)的整體激勵可處理為每單個點井對含