第十一章4 矿床水文地质学讲义(矿床用水量预测)PPT课件
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5-1 矿床水文地质学讲义(充水条件)
2017/3/15 第20页
4、采矿方法
支撑采矿法，崩落采矿法：
支撑采矿法分天然和人工两种： 天然支撑法又称矿柱法，采用保留安全矿柱（永久、暂时） 的方法保持围岩稳定性，适用于围岩稳固的采区； 人工支撑采矿法：是用人工支撑的方法控制地区，保护采 区安全生产。
2017/3/15
第21页
崩落采矿法：运用于采空区上方无城镇，地表水或无强含 水层的采区，是利用顶板崩落的岩块充填采空区，控制围岩的 位移，确保安全生产。崩落法是最常用的采矿方法，但它对矿 床充水的威胁也最大。
2017/3/15
第36页
３、矿井涌水强度及其变化，与含水层水量组成有关。 当涌入水以储存量为主时，揭露初期涌水量大、易突水， 后逐渐减少，容易疏干；当涌水以补给量为主时，则涌水 量由小变大，后趋于相对稳定，多不易疏干。
一、矿石、矿体、矿床及矿产 二、矿体的形状及产状 三、矿床成因类型及其与周围含水层间的关系 四、矿床开采
2017/3/15
第3页
一、矿石、矿体、矿床及矿产
矿石：凡含经济上有价值和技术上可提取有用元素、化合物或 矿物的岩石。 矿体：矿石的自然堆积体。 它是独立的地质体，有一定的形状、大小和产状，占有一定的 空间。 包围矿体的无实用价值的岩石称矿体的围岩。矿体和围岩石间 的界面有清晰的．也有逐渐过渡的。 矿床：由成矿地质作用在地壳中形成的质和量皆符合当前经济 技术条件，可被开采和利用的地质体总称。它由矿体和围岩组成。 一个矿床可由一个或多个矿体组成。
2017/3/15
第27页
矿坑涌水量随降水量变化曲线（京西王平村矿） 1-降水量；2-矿坑涌水量
2017/3/15 第28页
1979年8月16日矿井淹没事故
2017/3/15 第29页
4、采矿方法
支撑采矿法，崩落采矿法：
支撑采矿法分天然和人工两种： 天然支撑法又称矿柱法，采用保留安全矿柱（永久、暂时） 的方法保持围岩稳定性，适用于围岩稳固的采区； 人工支撑采矿法：是用人工支撑的方法控制地区，保护采 区安全生产。
2017/3/15
第21页
崩落采矿法：运用于采空区上方无城镇，地表水或无强含 水层的采区，是利用顶板崩落的岩块充填采空区，控制围岩的 位移，确保安全生产。崩落法是最常用的采矿方法，但它对矿 床充水的威胁也最大。
2017/3/15
第36页
３、矿井涌水强度及其变化，与含水层水量组成有关。 当涌入水以储存量为主时，揭露初期涌水量大、易突水， 后逐渐减少，容易疏干；当涌水以补给量为主时，则涌水 量由小变大，后趋于相对稳定，多不易疏干。
一、矿石、矿体、矿床及矿产 二、矿体的形状及产状 三、矿床成因类型及其与周围含水层间的关系 四、矿床开采
2017/3/15
第3页
一、矿石、矿体、矿床及矿产
矿石：凡含经济上有价值和技术上可提取有用元素、化合物或 矿物的岩石。 矿体：矿石的自然堆积体。 它是独立的地质体，有一定的形状、大小和产状，占有一定的 空间。 包围矿体的无实用价值的岩石称矿体的围岩。矿体和围岩石间 的界面有清晰的．也有逐渐过渡的。 矿床：由成矿地质作用在地壳中形成的质和量皆符合当前经济 技术条件，可被开采和利用的地质体总称。它由矿体和围岩组成。 一个矿床可由一个或多个矿体组成。
2017/3/15
第27页
矿坑涌水量随降水量变化曲线（京西王平村矿） 1-降水量；2-矿坑涌水量
2017/3/15 第28页
1979年8月16日矿井淹没事故
2017/3/15 第29页
第十一章5矿床水文地质学讲义
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2020/11/28
第十一章5矿床水文地质学讲义
•一、矿床疏干的主要方法
• 为了采矿安全、提高工效和降低成本，采用经 济和技术上合理的各种工程措施，对涌人井巷或威胁 安全的各种水源进行排除或控制等科学管理的工作， 统称为矿床疏干。 •
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2020/11/28
第十一章5矿床水文地质学讲义
发生破坏地下水资源、引起地面塌陷和增大排水费用等问题。
• 防渗法的实质是使用注浆工程，在地下筑成不透水体，切断
井巷进水通道，用以隔绝涌水水源或大量减少矿井涌水量。
• 此类工程虽投资多、工程量大和周期长，但只要水文地
•质条件适合，则会收到阻水显著、长期经济收益好的效果，国内
外均有成功实例可予借鉴。
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2020/11/28
第十一章5矿床水文地质学讲义
•徐州青山泉煤矿截流
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2020/11/28
• 青山泉矿二、三号井 田属同一单斜构造，分布 有11层太原组灰岩含水层 (与开采有关的主要为浅 部岩溶发台的9、10两层)， 各层厚0.5—12m不等，构 成统一的含水组。地表被 3-10m厚的第四系所覆盖。 9层灰岩厚2．6m，距17 层煤顶板5—8m。10层灰 岩厚3.5m，为20层煤的直 接顶板。
第十一章5矿床水文地质学讲义
•徐州青山泉煤矿截流
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2020/11/28
• 三号井田枯季涌水量仅为 0.65m3／min左右，雨季一般为56m3／min，最大达7.9—16m3／ min，主要为降水渗入补给。二 号井田涌水量较大，枯季为13m3 ／min，雨季最高达95m3／min。 后因突水淹没，导致其水位不断 上升，地下水通过9、10层灰岩 岩溶通道流入三号矿井，使三号 矿井涌水量亦越来越大。1964年 雨季，三号井因受水威胁而被迫 停产。于是决定用注浆帷幕来切 断二号井水对三号井水的补给
《水文地质》课件
● 06
第六章 总结与展望
水文地质的基本 概念
水文地质是研究地下水运动规律和地下水与地质环境关系 的学科，通过对地下水系统的深入了解，可以更好地应用 于环境保护和工程建设中。地下水的开发利用也是未来的 重要方向。
地下水运动规律
地下水循环
描述地下水在地球 中的循环方式
地下水排泄
解释地下水的排泄 方式
01 矿区地下水的运动规律
地下水在矿区中的流动特点
02 矿产开采影响
矿产开采对地下水资源的影响
03
矿产开采对地下水的影 响
矿产开采活动可能导致矿区地下水位下降，地下水紧缺，地 下水质污染等问题。矿产开采对周边环境和生态系统的影响 较大，需要进行科学评估和合理控制，以保护地下水资源的 可持续利用。
学习方法
结合理论与实 践
多进行案例分析
加强动手能力
多进行田野调查和 实验
评估方式
课堂测验
考察学生对课程内容的掌握程 度
作业与实验报告
加强学生的实践能力和独立思 考能力
参考书目
《水文地质学》
深入了解水文地质 领域的理论知识
《水文地质与 水文地质工程》
应用水文地质知识 解决实际工程问题
● 02
第2章 地下水的形成与分布
● 04
第4章 地下水与地质环境
岩溶地质特点
岩溶地质是一种特殊的地质构造，其特点包括岩溶溶蚀作用 强烈、地下水流动通道复杂等。岩溶地质景观丰富多样，例 如溶洞、溶岩地貌等，对地下水运动有重要影响。
岩溶地下水运动规律
溶蚀作用影响
溶蚀作用形成的裂 隙是地下水流动通
道
水文特性
地下水水位波动大， 水质多变
能够运用水文地质知识解决实际问题
《水文地质学》ppt课件(2024)
01
02
03
04
水均衡法
通过计算区域水均衡要素，评 估地下水资源量。
解析法
利用数学物理方程描述地下水 运动，通过解析解计算资源量
。
数值法
建立地下水数值模型，模拟地 下水运动过程，评估资源量。
综合法
结合多种方法，综合考虑地质 、水文、气象等因素，进行综
合评价。
2024/1/29
16
地下水资源开发利用现状及问题
定义
研究地下水的分布、形成、运动 、化学和物理性质及其与周围环 境的相互关系的科学。
特点
综合性、区域性、实践性、预测 性。
4
水文地质学研究意义
水资源评价与合理开发
为水资源评价提供科学依据，指导水资源的合 理开发和利用。
工程地质问题
研究地下水对工程建筑物的影响，预测和防治 工程地质问题。
环境地质问题
物探
2024/1/29
应用地球物理勘探方法，如电法、磁 法、重力法等，间接推断地下水的分
布和埋藏条件。
钻探
利用钻探设备向地下钻进，获取岩芯 、水样等资料，揭示地下水的赋存状 态。
化探
通过采集和分析地下水、地表水、土 壤和岩石等样品中的化学元素和化合 物，了解水文地球化学特征。
21
水文地质图编制和成果表达
2024/1/29
8
地下水循环过程
01
02
03
地下水的补给
大气降水、地表水、凝结 水等通过包气带下渗，成 为地下水的补给来源。
2024/1/29
地下水的径流
在重力作用下，地下水由 高处向低处流动，形成地 下径流。
地下水的排泄
通过泉、人工开采、蒸发 等方式排泄到地表或大气 中。
矿井突水及其预测PPT课件教程
煤壁“挂汗”
工作面气温变低，煤壁发凉
工作面煤岩壁发出“嘶嘶”水叫声
工作面矿压增大，发生冒顶、片帮及底鼓
（三）不同水源的突水特点
1.工作面顶板冲积层水的突水征兆及特点 冲积层：河床、洪水淹没的平原或三角洲中的
流水淤积所产生的沉积层。
水量少时，伴有少量细砂。 水量增大时，水色时清时浊，总趋势是水量、砂量增加。 有时发生大量溃水、溃砂。
❖ （2）老空水透水事故明显增多，成为我们煤矿水害的主 要类型之一。
❖ （3）近几年煤矿水害有上升的势头。 ❖ （4）雨季发生的透水事故约占50％左右。 ❖ （5）70％的水害事故发生在掘进工作面。 ❖ （6）多数水害事故发生在乡镇煤矿、改制煤矿及基建矿
井。
❖ （7）人员伤亡惨重，经济损失巨大。 ❖ （8）事故发生后抢险救灾难度大，时间长，费用高，社
❖ 矿井突水分为掘进突水与回采突水;
❖ 按突水点与开采煤层所处的相对位置,可分为顶板突水、底 版突水与煤柱突水;
❖ 按突水相对于采掘工程进行的时间可分为即时突水与滞后 突水等。矿井水害类型通常按水源的不同,分为地表水体水 害、松散层孔隙水水害、老空水水害、薄层灰岩水水害、 厚层灰岩水水害与砂岩裂隙水水害等六种。
❖ 依据突水点的水量大小,可将突水点分为小突水点(Q≤60m ３/h)、中等突水点(Q=60m３/h～600m３/h)、大突水点 (Q=600m３/h～1800m３/h)和特大突水点(Q≥1800m３/h)。
(一)“三带”的形成及其形态特征
❖ 采煤后,上覆岩层要
发生破坏和位移,并
具有明显的分带性.
4.采空积水突水征兆及特点
煤壁“挂红” 水的酸度大，水味发涩 有臭鸡蛋气味
第二节 采掘活动对顶板岩层的破坏 及顶板突水评价
矿床水文地质徐九华幻灯片PPT
于固体，密度约为1.2～2.4g/cm3， 。它仍然不能传递静
冰点为－78℃，具有极大的粘滞度 水压力，但水膜较厚
、弹性和抗剪强度，没有溶解盐类 的弱结合水能向临近
的能力，不能传递静水压力；
的较薄的水膜缓慢移
动。
2. 水在岩土中的存在形式
毛细水由毛细力作用而充满在岩土毛细空隙(一般指直径小于 1mm的孔隙和宽度小于0.25mm的裂隙)中的水。
坚硬岩石由于岩浆的冷凝作用、地壳运动中构造应力 作用或风化剥蚀作用，在岩石中产生的裂缝，称为裂隙。
裂隙在岩石中的分布不均匀。
裂隙度（裂隙率 Kt ）
衡量裂隙发育程度的指标度，也 称为裂隙率。
Kt=Vt/V×100%
在岩层露头处或坑道中
Ka=ΣL·B/F×100% (面裂隙度)
岩层露头面积(F)，该面积上裂 隙的长度(L)及平均宽度(B)
水在岩土中存在形式
3. 岩土的水理性质
地下水存在和运动于岩土空隙中时，岩土所表现出来的各种性质，称 为岩土的水理性质。主要包括容水性、持水性、给水性和透水性。
容水性 岩土空隙所能容纳水的性能
容水度（Water Capacity）
体积容水度 VH2O/V=Vn/V+Vt/V+Vk/V 重量容水度 WH2O/W岩(干)=Wn/W+Wt/W+Wk/W
持水性 在自然条件下，岩土能够保持一定水量的性能
持水度（Water-holding property）
W薄膜水/W岩(干)
或 V薄膜水/V岩(干)
给水性 岩土在重力作用下，自由排出重力水的性能
给水度（Specific yield）= 容水度-持水度
µ= VH2O/V- V薄膜水/V岩(干)
Chapter矿井涌水量预测PPT课件
第二种方法需投入一定的工程量，不经济；
第三种方法需要有较多的观测数据，同时需要进行复杂的计 算。
目前，对各矿均具有意义，又便于观测和进行回归计算的主
导因素有开采面积F，水位降深ｓ，巷道长度Ｌ，大气降水 量ｘ等因素。
数据满足：代表性、真实性、相似性
2020/11/12
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第三节 涌水量曲线方程法
根据稳定井流理论，抽水井的涌水量Q与水位 降深S之间可用Q–S曲线的函数关系表示。
2020/11/12
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一般认为：
I型曲线出现在承压含水层或潜水含水层(此时 水位降深与含水层厚度相比应很小)中，地下水呈层 流状态；
Ⅱ型曲线是在富水性强的含水层中强烈抽水、 地下水在水井附近或强径流通道附近发生紊流的情 况下出现的，这时水位降深在一些地区与流量的平 方成正比；
Ⅲ、IV型曲线一般认为是在含水层规模小、补 给条件差的情况下出现的，此时一定要用真正稳定 的Q和S建立方程。
与同时期内的采矿量P0之比。
经济评价
已建矿
矿井涌水量
KP
Q0 P0
K Q P
Q KP Pຫໍສະໝຸດ 矿井生产能 力新建矿
2020/11/12
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富水系数不仅取决于矿区的自然条件，而且还与开 采条件有关。
因此，在用此法预测矿井涌水量时，要充分考虑开采 方法、范围、进度等方面的相似性。
为了排除生产条件的影响，人们对该法作了修正，提 出了新概念，一般采用综合平均值为比拟依据。
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2
回顾：矿井涌水量观测
1.矿井涌水量观测站（点）的布设原则
➢ 矿井涌水量观测站点分：固定站点和临时站2种。
➢ 一般情况下，矿井的每一开采水平，每一水平的不同开 采翼不同开采层，疏干石门或水文地质条件复杂的开采区 域，长期涌水的突水点，放水孔等重要的水点，都要设立
矿井涌水量资料.ppt
（4）井径换算
由于抽水试验的钻孔孔径远小于井筒直径，为消 除井径的影响，所以在预测井筒涌水量时需进行井径 换算。
层流 Q井
Q孔
lg lg
R孔 R井
Hale Waihona Puke lg r孔 lg r井紊流 Q井 Q孔
r井 r孔
对数关系 平方根关系
式中 ： Ｑ井、Ｑ钻 ─ 井筒、钻孔的涌水量，ｍ3/ｄ； ｒ井、ｒ钻 ─ 井筒、钻孔的半径，ｍ； Ｒ井、Ｒ钻 ─ 井筒、钻孔的影响半径，ｍ。
杨二矿：半封闭型地下水系统←开放型大水矿区
红岩矿：水源底板茅口组灰岩←顶板长兴组灰岩
2、水文地质模型概化不当，选用的水文地质参数不妥， 缺乏代表性；
叶庄矿：
单孔抽水试验二次降深得 K=0.215m/d ←
三次降深抽水试验得 K=11.67m/d，增长44倍；
3、数学模型选择不当。
求解参数的关键环节！
第二步：选择计算方法，建立相应的数学模型
常用的数学模型为：
经验方程（比拟法）
Q-S曲线方程
数 学
非确定性统计模型 回归方程
解析解-井流方程
稳定井流公式 非稳定井流公式
渗流型
模 型
确定性模型
数值解
有限元法 有限差分法
非渗流型
分
类 混合型模型
第三步：求解数学模型，评价预测结果
数学模型的解算是 对水文地质模型和 数学模型进行全面 验证识别的过程， 最终使所建模型和 预测结果更加合理 和趋于实际。
图解法: 一般情况下，利用各类型的直线方程图线 ，可由求出参数a和b。
结果：a为截距，b为直线的斜率 注意：Ⅲ幂曲线型中，b为斜率的倒数 lg Q lg a 1 lg S
b
水文地质学课件ppt课件
岩石水理性质的意义
影响地下水的赋存状态、分布规律、运动特征以及地下水资源评价和开发利用等。
达西定律是描述地下水运动的基本定律，它表明地下水的运动速度与水力梯度成正比，而与地下水的粘滞性成反比。
地下水运动基本规律
包括含水层的渗透性、地下水的粘滞性、地形地貌、地质构造和气候条件等。
地下水运动的影响因素
生物性污染
加强污染源监管，减少污染物排放。
源头控制
采取工程措施，如截污沟、防渗墙等，防止污染物进入地下水。
过程阻断
对已污染的地下水进行治理，如抽出处理、原位修复等。
末端治理
04
CHAPTER
水文地质调查方法与技术
03
研究地下水与环境的相互作用，为生态环境保护提供科学依据。
01
查明区域水文地质条件，为水资源评价、开发利用和规划管理提供依据。
生态环境保护
随着全球生态环境问题的日益严重，水文地质学将在生态环境保护中发挥更大作用，如地下水生态修复、土壤污染治理等。
多学科交叉融合
未来水文地质学将与更多学科进行交叉融合，形成更为综合的研究领域和应用方向。
国际化合作与交流
加强国际间的合作与交流，共同应对全球性的水资源和环境问题，推动水文地质学的国际化发展。
02
预测人类活动对地下水环境的影响，提出防治措施和建议。
水文地质测绘
通过野外实地观察和测量，收集地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象等资料，编制水文地质图件。
遥感技术应用
利用卫星、航空等遥感技术获取大范围、多时相的地表信息，提取与水文地质相关的特征信息，为区域水文地质调查提供重要手段。
利用地球物理勘探方法（如重力、磁法、电法、地震等）探测地下岩层的物理性质差异，推断地下水的赋存状态和运移规律。
影响地下水的赋存状态、分布规律、运动特征以及地下水资源评价和开发利用等。
达西定律是描述地下水运动的基本定律，它表明地下水的运动速度与水力梯度成正比，而与地下水的粘滞性成反比。
地下水运动基本规律
包括含水层的渗透性、地下水的粘滞性、地形地貌、地质构造和气候条件等。
地下水运动的影响因素
生物性污染
加强污染源监管，减少污染物排放。
源头控制
采取工程措施，如截污沟、防渗墙等，防止污染物进入地下水。
过程阻断
对已污染的地下水进行治理，如抽出处理、原位修复等。
末端治理
04
CHAPTER
水文地质调查方法与技术
03
研究地下水与环境的相互作用，为生态环境保护提供科学依据。
01
查明区域水文地质条件，为水资源评价、开发利用和规划管理提供依据。
生态环境保护
随着全球生态环境问题的日益严重，水文地质学将在生态环境保护中发挥更大作用，如地下水生态修复、土壤污染治理等。
多学科交叉融合
未来水文地质学将与更多学科进行交叉融合，形成更为综合的研究领域和应用方向。
国际化合作与交流
加强国际间的合作与交流，共同应对全球性的水资源和环境问题，推动水文地质学的国际化发展。
02
预测人类活动对地下水环境的影响，提出防治措施和建议。
水文地质测绘
通过野外实地观察和测量，收集地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象等资料，编制水文地质图件。
遥感技术应用
利用卫星、航空等遥感技术获取大范围、多时相的地表信息，提取与水文地质相关的特征信息，为区域水文地质调查提供重要手段。
利用地球物理勘探方法（如重力、磁法、电法、地震等）探测地下岩层的物理性质差异，推断地下水的赋存状态和运移规律。
矿床水文地质
概括起来主要有两种： 单一因素分类：如按硬度、起源分类等； 综合特征分类：如根据地下水的埋藏条件则可分为
包气带水、潜水和承压水。
不论哪种类型的地下水，均可按其含水层的空隙性 质分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。
1. 概述
1.1 按埋藏条件和含水层空隙性质的地下水分类表
按含水层空隙性质
孔隙水
裂隙水
岩溶水
按埋藏条件 (疏松沉积层孔隙中的 (坚硬基岩裂隙中的 (岩溶化岩石中的
岩性变化
水量、水质 采 矿危害
（3）承压水
4）承压水等水压线图
1) 确定承压水流向 2) 确定初见水位 H0 3) 确定测压水位 H 4) 确定水力坡度I 5) 确定承压水埋藏深度
h1=Z-H0 6) 确定承压水头
hp =H-H0
试求右图中: ①A、B、C三点的初见
水位 H0； ②测压水位 H； ③承压水埋藏深度h1； ④承压水头hp； ⑤水力坡度I；
2.按埋藏条件分类的各类地下水特征
（3）承压水（pressure water)
1）概念 承压水是充满于两个隔水层间的重力水，又称为自流水。
补给区
承压区
含水层
（3）承压水
美国黄石公园的间歇泉 （由承压水排泄形成的上升泉）
（3）承压水
西藏羊八井热喷泉（由承压水排泄形成的上升泉）
（3）承压水
2）特征 补给区 排泄区 承压区
2.按埋藏条件分类的各类地下水特征
含水层和隔水层 所谓含水层是指储存有地下水并在自然条件或人为条件 下，能流出水来的岩石，由于这种含水的岩石大多呈层状， 所以叫做含水层，如砂层、砂卵石层等等。
有些岩层虽然含水但几乎不透水或透水很弱，称为隔水 层，如粘土、页岩等。
包气带水、潜水和承压水。
不论哪种类型的地下水，均可按其含水层的空隙性 质分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。
1. 概述
1.1 按埋藏条件和含水层空隙性质的地下水分类表
按含水层空隙性质
孔隙水
裂隙水
岩溶水
按埋藏条件 (疏松沉积层孔隙中的 (坚硬基岩裂隙中的 (岩溶化岩石中的
岩性变化
水量、水质 采 矿危害
（3）承压水
4）承压水等水压线图
1) 确定承压水流向 2) 确定初见水位 H0 3) 确定测压水位 H 4) 确定水力坡度I 5) 确定承压水埋藏深度
h1=Z-H0 6) 确定承压水头
hp =H-H0
试求右图中: ①A、B、C三点的初见
水位 H0； ②测压水位 H； ③承压水埋藏深度h1； ④承压水头hp； ⑤水力坡度I；
2.按埋藏条件分类的各类地下水特征
（3）承压水（pressure water)
1）概念 承压水是充满于两个隔水层间的重力水，又称为自流水。
补给区
承压区
含水层
（3）承压水
美国黄石公园的间歇泉 （由承压水排泄形成的上升泉）
（3）承压水
西藏羊八井热喷泉（由承压水排泄形成的上升泉）
（3）承压水
2）特征 补给区 排泄区 承压区
2.按埋藏条件分类的各类地下水特征
含水层和隔水层 所谓含水层是指储存有地下水并在自然条件或人为条件 下，能流出水来的岩石，由于这种含水的岩石大多呈层状， 所以叫做含水层，如砂层、砂卵石层等等。
有些岩层虽然含水但几乎不透水或透水很弱，称为隔水 层，如粘土、页岩等。
Chapter矿井涌水量预测PPT课件
7
涌水量预计步骤之一（两建一解模型）
（１）查清条件，建立矿井水文地质模型。
首先查明自然条件下水文地质单元（或工作区）的特征，
如查清主要充水含水层的均质性，边界条件，含水层厚度、范 围，补给、径流、排泄条件，动态变化和静止水头分布、水力 坡度等，常绘综合水文地质图和各种图表来体现与检验；
然后，根据开采方案，概化边界条件，充水因素和水动 力特征（如层流、紊流、平面流、空间流、稳定非稳定 流等），建立矿井水文地质模型。
（1）对井下新揭露的突水点、探放水钻孔，在涌水量尚 未稳定和尚未掌握其变化规律前，观测时间间隔要短。
（2）各固定站的观测间隔时间应根据各矿井的水文地质 条件确定。
（3）矿井涌水量观测一般应分矿井水平设站观测，每月 观测1-3次，雨季观测次数应适当增加。
2020/11/12
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3.矿井涌水量观测工作
（4）当采掘工作面上方影响范围内有地表水体、富含水层、 穿过构造断裂带或接近老窑积水区时，应每天观测。 （5）新凿立井、斜井，垂深每延伸10m，观测一次涌水量； 掘至新的含水层时，也应观测 （6）涌水量的观测的观测，应注重观测的连续性和精度， （7）井下疏水降压钻孔涌水量、水压观测。在涌水量、水 压稳定前，应每小时观测1-2次，涌水量、水压基本稳定后， 按正常观测要求进行。
②选取参数缺乏代表性: 随着开掘活动的影响，水文地质参 数发生改变，后期评价采用前期参数，缺乏代表性； ③数学模型选择不当: 选择的数学模型必须以水文地质模型 为依据，水文地质条件未查明，导致模型选择不当；
矿井涌水量预计必须遵循三原则：查明条件、选用代表性的 水文地质参数、选择正确的数学模型。
2020/11/12
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(3)数学模型处理欠妥：数学模型是工具，是用来对水文地质概念模 型进行数学描述的。即使概念模型概化得正确，还有赖于建立一个适 合于概念模型的数学模型，才能获得满意的预测涌水量值。
例如：20世纪50一60年代，国内普遍采用稳定井流理论的计算模 型，在应用上多有不妥，故失误多。当地下水非稳定流推广后，加之 数值模拟理论的应用，为矿坑涌水量预测提供了有效的方法，预测成 功的实例大增。但复杂的水文地质条件和开采系统，通常较难于用数 学式确切地表达出来，稍有不慎就会使数学模型失真。
因此，在矿床水文地质调查中，要求正确评价未来矿 山开发各个阶段的涌水量。
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一、矿井涌水量预测的内容及要求
（一）、矿井涌水量预测的内容
（1）矿坑正常涌水量：指开采系统达到某一标高(水平或中段) 时，正常状态下保持相对稳定的总涌水量，通常是指平水年的涌水量。
（2）矿坑最大涌水量：是指正常状态下开采系统在丰水年雨季 时的最大涌水量。
（1）矿床的充水因素及水文地质条件复杂程度。 如：位于当地侵蚀基准面之上，以降水入渗补给的矿床，
应采用水均衡法；水文地质条件简单或中等的矿床，可采用解 析法或比拟法；水文地质条件复杂的大水矿床，要求采用数值 方法；
（2）勘探阶段对矿坑涌水量预测的精度要求； （3）勘探方法、勘探工程的控制程度与信息量。
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3. 计算数学模型，评价预测结果
不能把数学模型的解仅识别过程，也是对矿区水文地质条件从定性到定量， 再回到定性的不断深化的认识过程。
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（四）、矿井涌水量预测失误的原因
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对于复杂的大水矿床，建立一个可靠的概念模型，大致经 历以下三个阶段：
第一阶段：通过对以往资料的整理，提出水文地质模型的 “雏型”，作为下一步勘探设计的依据。尤其对大型抽（放） 水试验的设计具有特殊重要的意义；
第二阶段：根据进一步勘探提供的各种信息数据。特别是 大型抽(放)水资料，通过流场分析或数值模拟，完成对“雏型” 模型的调整，建立水文地质模型的“校正型”；
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4）降深：矿坑涌水量预测多为大降深下推。此时开采条件 对水文地质条件的改变难以预料和量化，这与供水小降深开采有 明显差异。
5）工程控制程度：矿床水文地质勘探从属于矿产地质勘探， 与专门性的供水水文地质勘探对比，前者一般投入小、工程控制 程度低，预测所需的信息量相对少而不完整。
第三阶段：在“校正型”的基础上，按开采方案给出疏干 工程的内边界条件，根据勘探资料预测不同疏干条件下的外边 界条件，建立水文地质概化模型的“预测型”
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2、 选择计算方法与相应的数学模型
详勘阶段均要求选择2个或2个以上的计算方法，以相互检 验和映证。选择时必须考虑三个基本要素：
吉林大学
专门水文地质学
第十一章 矿床水文地质学
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前言
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主要内容
第一节、矿床类型与矿床开采 第二节、矿床充水条件 第三节、矿床水文地质类型 第四节、矿坑涌水量预测 第五节、矿床疏干与排供结合 第六节、矿床水文地质工作特点 第七节、矿区环境地质
以上特点，决定了矿坑涌水量预测中存在诸多产生误差的 客观条件。因此属于评价性计算，为矿山设计及采前进一步专门 性补充勘探提供依据。
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（三）、矿坑涌水量预测的步骤
矿坑涌水量预测是在查明矿床的充水因素及水文地质条件 的基础上进行的。它是一项贯穿矿区水文地质勘探全过程的工 作。一个正确预测方案的建立，是随着对矿床地质勘探程度的 深入和矿床水文地质条件认识的不断深化而逐渐完成的，一般 应遵循如下三个基本步骤：
1)对矿床水文地质条件的复杂性认识不足，对矿床水文地 质条件未予查清。
2)水文地质概念模型概化不当，水文地质参数取值不妥。 概念模型概化不当主要因为：一为因水文地质条件未查清楚， 导致概化模型失误；二为虽条件已查明，但计算者概化不当。
容易出现的问题是：边界的位置和性质不确，参数不准，计算分区不 当。参数不准包括参数本身的失真和计算时对参数使用不当。
1、 构造水文地质概念模型
2、 选择计算方法与相应的数学模型
3. 计算数学模型，评价预测结果
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1、 构造水文地质概念模型
水文地质条件是确定矿坑涌水量预测方法的前提和基础， 矿坑涌水量预测精度也主要取决于对充水因素与水文地质条 件判断的准确性。具体来说，其要求为： （1） 概化已知状态下的水文地质条件； （2） 给出未来开采状态下的内边界条件； （3） 预测未来开采状态下的外边界条件。
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矿坑涌水量是指矿山开拓与开采过程中，单位时间内 涌入矿坑(包括井、巷和开采系统)的水量。
它是确定矿床水文地质类型、矿床水文地质条件复杂 程度和评价矿床开发经济技术条件的重要指标之一，也是 设计与开采部门选择开采方案、开采方法，制定防治水疏 干措施，设计水仓、排水系统与设备的主要依据。
（3）开拓井巷涌水量：指开拓各种井巷过程中的涌水量。 （4）疏干工程的排水量：是指在设计的疏干时间内，将一定 范围内的水位降到某一规定标高时的疏干排水量。
对于地质勘探阶段来说，以预测正常状态下矿坑涌水量及最 大涌水量为主。
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（二）矿坑涌水量预测的特点
虽然矿坑涌水量预测的原理方法与供水水资源评价类同，但 其预测条件、预测要求与思路各有不同。
（1）目标：供水水资源评价，以持续稳定开采确保枯水期安全开采量为 目标；而矿坑涌水量预测则以确保安全开采疏干丰水期的最大涌水量为目标；
（2）水文地质条件：矿床大多分布于基岩山区。含水质的非均质性突出。 参数代表性不易控制；边界条件复杂、非确定性因素多，常出现紊流、非连续 流与管道流；定量化难度大。
（3）生产条件：矿山井巷类型及其分布千变万化，开采方法、开采速度 与规模等生产条件复杂且不稳定，与供水的取水建筑物简单、分布有序、生产 稳定形成显明对比，给矿坑涌水量预测带来诸多不确定性因素。