矿坑涌水量的常用预测方法汇总

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矿坑涌水量的预测方法 (相关分析法)

相关分析法（一）原理与应用条件相关分析是根据涌水量与主要影响因素之间相关关系的密切程度建立回归方程，利用抽水试验或开采初期的疏干资料，预测矿坑涌水量或外推开采后期下水平的涌水量。

其原理已在供水中介绍。

根据实际资料的统计，多元复相关预测远比单相关效果好，其回归方程表达的内容丰富，可反映除降深外的各种影响因素。

它的应用条件与Q —s 关系方程类同，但对原始数据的采集有严格要求：1代表性：（规范）要求不少于一个水文年（包括丰、平、枯季节）的动态观测数据，同时数据（择本）量不少于30个；2一致性：指应与预测对象上条件相一致；3独立性与相关性：即多自变量有独立的变化规律，相互间关系不大；而与涌水量之间均存在密切的相关关系，（规范）要求相关系数不低于0.7。

（二）实例与计算方法1. 利用勘探阶段抽水试验资料预测矿坑涌水量如广东沙洋矿通过在勘探阶段设计相距6m 的两个抽水孔和十余个不同距离的观测孔组成的群孔抽水试验，取得了复相关计算所需的涌水量Q 与井径r （是将距抽水孔不同距离观测孔的位置概化为疏干状态下的坑道系统不同面积的作用半径）、水位降S （即不同作用半径的水位降，以模拟疏干水位降）有关资料，（见表1）通过求参建立了复相关幂函数预测方程：536.11843.3189.11Sr Q其复相系数达0.9468，复相关机误仅0.0721，完全可用于未来矿山各设计水平与面积的矿坑涌水量预测。

经实际排水资料检验，预测误差偏小38~56%，主要与开采导函大量地面岩溶坍陷有关。

2. 利用矿山观测资料外推预测可充分考虑矿坑涌水量的增长和各项生产因素间的关系，并根据它们之间的密切程度来建设涌水量方程。

在原苏联顿巴斯煤矿的某些涌水量预测中，首先，在30个矿井中建立了320个观测点，获得了涌水量（Q 2）与各生产因素（包括矿产量P 0、开采深度H 0、开采面积F 0、生产时间T 0等）之间的相关关系，以及其密切程度，见表2。

计算矿坑涌水量预测——解析法概述

（一）建立水文地质概论模型
解
析
确定边界类型法计来自大井法算（二）建立数学模型
分区法（辐射流法）
方
法
步
骤
（三）参数确定
水平巷道解析法（集水廊道法）渗透系数大井引用半径
疏干影响半径
（四）矿坑涌水量预测
稳定流非稳定流层流紊流平面流空间流
潜水承压水(承压转无压)
侧向边界垂向边界内边界
层流紊流的判别
（1）含水介质类型判断别法
（2）抽（放）水试验数据计算法
一般常以抽（放）水试验为依据，用单位涌水量法对层流、紊流进行判别，计算式：
承压水 qi ≈ Q1/S1≈Q2/S2≈Q3/Q3
潜水
qi ≈ Q1/[（2H-S1）S1]≈Q2/[（2H-S2）S2]≈Q3/[（2H-S3）S3]
若各次计算的单位涌水量 q为一常数或接近常数，则地下水为层流运动，否则
水文地质勘查技术
——矿坑涌水量预测计算解析法概述
计算矿坑涌水量预测——解析法
一、解析法的原理和应用条件二、计算方法、步骤
（一）建立水文地质模型（二）建立数学模型（预测计算方法）（三）参数确定（四）矿坑涌水量预测
一、解析法的原理和应用条件
解析法：依据地下水动力学原理，用解析公式预测不同条件下的矿坑涌水量。是目前矿坑涌水量预测应用最广泛的一种方法。常用“ 大井”法进行计算。
为紊流或混合流。
（二）建立数学模型（预测计算方法）
1、分区法（辐射流法）
原理：根据疏干流场的边界条件与含水层的非均质性特点，沿流面和等水压面将其分割为若干条件下不同的扇形分流区，每个扇形分流区内地下水流都呈辐射状，沿流面分割所得扇形区边界为阻水边界，沿等水压面分割所得的扇形区边界为等水头边界，用卡明斯基平面辐射流公式计算各扇形区的涌水量，其总和即为矿井涌水量。承压水：Qi=K[(b1-b2)/(lnb1-lnb2)*M(h1-h2)/L] 潜水：Qi=K[(b1-b2)/(lnb1-lnb2)*(h12-h22)/2L] Q=∑Qi

(完整word版)矿坑涌水量的常用预测方法汇总

吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学§10.4矿坑涌水量预测一、矿坑涌水量预测的内容、方法、步骤与特点（一）矿井涌水量预测的内容及要求矿坑涌水量预测是一项重要而复杂的工作，是矿床水文地质勘探的重要组成部分。

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。

通常以m3/h表示。

它是确定矿床水文地质条件复杂程度的重要指标之一，关系到矿山的生产条件与成本，对矿床的经济技术评价有很大的影响。

并且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。

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。

其内容与要求包括可概括为以下四个方面：（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。

对某些受暴雨强度直接控制的裸露型、暗河型岩溶充水矿床来说，常常还应依据矿山的服务年限与当地气象变化周期，按当地气象站所记录的最大暴雨强度，预测数十年一遇特大暴雨强度产生时，可能出现暂短的特大矿坑涌水量，作为制订各种应变措施的依据。

（3）开拓井巷涌水量：指包括井筒(立井、斜井)和巷道（平、平巷、斜巷、石门)在开拓过程中的涌水量。

（4）疏干工程的排水量：是指在规定的疏于时间内，将一定范围内的水位降到某一规定标高时，所需的疏干排水强度。

对于地质勘探阶段来说，主要是进行评价性的计算，以预测正常状态下矿坑涌水量及最大涌水量为主。

至于开拓井巷的涌水量预测和专门性疏干工程的排水量的计算，由于与矿山的生产条件密切相关，一般均由矿山基建部门或生产部门承担。

（二）矿坑涌水量预测的方法根据当前矿床水文地质计算中常用的各种数学模型的地质背景特征极其对水文地质模型概化的要求，可作如下类型的划分：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧-混合型模型水均衡法有限差法有限元法数值解非稳定井流公式稳定井流公式—井流方程—解析解确定模型回归方程曲线方程非确定性统计模型数学模型分类s Q （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。

13矿井涌水量预测

开拓井巷涌水量：井筒（立井、斜井）、和巷道（平硐、平
巷、斜巷、石门）在开拓过程中的涌水量。
疏干工程的排水量：指在规定的疏干时间内，将水位降到某
一规定标高时所需的疏干排水强度（疏干流量）意义：它是对煤田进行技术经济评价、合理开发的重要指标，也是设计和生产部门制订采掘方案，确定排水能力和防治措施的重要依据。在矿区勘探和矿井建生产中有重大意义。
1 a
1 b

二、涌水量-降深曲线法（Q-S曲线法）
原理：根据稳定井流抽水试验资料建立涌水量与降深的
关系方程，根据勘探试验阶段与未来开采阶段水文地质条件的相似性，外推预测未来矿井的涌水量。
优点：避开求取各种水文地质参数，计算简便
应用条件：避开了求取各种水文地质参数，计算简便，
适用于水文地质条件复杂且难于取得有关参数的矿井及矿区。
n=2 抛物线 n>2 对数曲线
下一页
图解法
1．作图法观测历年最大涌水量和最大水位降深，得（Ｑi，ｓi）（i＝１,２,…,ｎ），在Ｑ─ｓ坐标系上投点，称散点图（或相关图），用直尺凭视觉画大致平分散点的直线，量斜率和截距，写方程。此方程因人而异，不唯一，误差大。
2．近似图作法在散点图上平行于纵轴作直线ｅ左右平分所有散点，再ｅ1平分右边散点、ｅ2平分左边；同理，以平分散点为前提作平行横轴的直线ｈ、ｈ1、ｈ2。设ｈ1、ｈ2与ｅ1、ｅ2的交点为Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ，按散点展布趋势连Ｂ、Ｄ（或Ａ、Ｃ）点，求出直线的斜率及截距，即可图7-1 回归直线散点图得回归方程Q=f（s）。
Q0 Fs Q F0 s0
优点：简单、应用方便。
有时涌水量随开采面积（或巷道长度）、水位降深的增加不具
有线性关系，但能用幂函数关系来比拟。

矿坑涌水量预测——水文地质比拟法

例：桠杉坡煤矿未来矿井涌水量计算
Байду номын сангаас
①计算方法
采用比拟法，即采用桠杉坡井已有资料比拟其未来矿井涌水量，分别采用长度比拟法和面积比拟法，然后采用综合结果。
②计算公式及计算参数：
Q=Q0*
L1 L0
S S0
和Q=Q０*
F F0
S S0
试中：Q—未来矿井涌水量（m3/h）
Q0—老井涌水量（m3/h），正常涌水量取20—30 m3/h。
解：Q=100/9*12=133.33 (m3/h)
2、单位涌水量比拟法：单位涌水量q0是指单位水位降深和单位开采面积的平均涌水量。可根据相似生产矿井的资料求出：
层流：q0 = Q0/（F0. S0）紊流：q0 = Q0/（F0. S0^1/2）勘探矿区或新建矿井涌水量Q的比拟计算公式如下：
F—未来矿井在±0～－100 m水平的开采面积的水平投影值220000m2
F0—老井井口至+62m突水点开拓水平投影面积30000m2
③计算结果：
长度比拟法：Q=239.05～439.58 m3/h
面积比拟法：Q=254.03～381.04 m3/h
综合为： Q=246.54～410.31 m3/h
课程小结：矿坑涌水量预测——水文地质比拟法
1、水文地质比拟法的原理与适用条件 2、富水系数比拟去 3、单位涌水量比拟法
L1—未来矿井0～－100 m之间的南北向巷道总长度约为2200 m。
L0—老井井口至突水点的斜井水平投影长度及平巷的总长，为360 m。
S—矿井开拓至－100 m水平的水位降深值，现矿井地下水静水位标高142.25 m（2004年10月14 日测），S=242.25 m

矿坑涌水量的预测

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟矿坑涌水量的预测矿坑涌水量是矿山排水和矿床疏干设计的重要依据。

矿坑涌水量数值，影响矿山基建工程和投资的规模、矿石生产成本和矿山生产经济效益的高低，在水文地质条件复杂程度中等以上的矿山，还影响着矿山治水方案的确定。

例如山东某铁矿，主要含水层为中奥陶统马家沟灰岩含水层，含水极丰富。

在补充水文地质勘探前，因投入的水文地质工作量不足，得出了矿区水文地质条件简单、矿坑涌水量不大的结论。

1967 年据此进行设计并开始基建，设计只按一般矿山考虑了排水措施。

矿山基建花费2000 万元，建设初具规模时，发生了淹井事故，证明矿区水文地质条件复杂，被迫于1971～1975 年进行补充勘探。

通过大流量、大降深的坑道放水试验，预测矿坑涌水量高达40×104m3/d,为此迫使将矿山疏干排水方案改为防渗帷幕方案。

又如广东某铜矿主要含水层为中石炭统黄龙灰岩，系矿床直接底板含水层。

勘探阶段抽水试验最大水位降低3.23m（流量69l/s），据此预计矿坑最大涌水量2.8×104m3/d。

矿床疏干设计依据这一资料，施工15 口深井即可满足采矿对水位降低的要求。

但在水文地质补充勘探中，13 台深井泵联合抽水试验时，总抽水量51500m3/d,中心水位降低仅15.57m,由此预测最大涌水量为132000m3/d, 需净增37 口深井才能满足水位降低的要求。

矿坑涌水量预测的要求如下：一、在矿坑涌水量预测之前，必须先查清矿区水文地质条件（特别是矿区的水文地质边界条件，矿区地下水的补给、迳流、排泄条件，含水层性质，厚度、埋藏特征及其具有代表性的水文地质参数，地表水与地下水的水力联系状态，地下水的动态变化特征等等）和矿坑充水因素，然后再结合矿床开采方。

矿坑涌水量的预测方法 (Q-S)

Q~S 曲线方程外推法（一）原理与应用条件指用稳定井流条件下抽水试验的Q=f （s ）方程，外推未来疏干水位降的涌水量。

实质上也是一种相似条件下的比拟法。

应用时的前提条件是：一、抽水试验建立Q=f （s ），应符合稳定井流条件；二、抽水试验的各种条件应与预测对象的疏干条件接近。

因此，必须重视试验的技术条件，包括：1.应将抽水试验孔布置在预测对象的分布地段，保证水文地质条件的一致性；2.采用大口径（或孔组）试验，计算时为消除井径对涌水量的影响，需做井径换算；3.抽水降深应大于疏干水位水柱高度的1/2~1/3，计算时的外推疏干降深不应超过1.75倍的抽水降深，主要考虑疏干状态下的补给条件；4.用枯季抽水试验预测正常涌水量，根据雨季试验预测季节性最大涌水量；5.要排除抽水过程中一切自然和人为随机影响因素的干扰。

Q~s 曲线方程法的优点是：回避各种水文地质参数求参过程中的失真，计算简单易行。

适用于建井初期的井筒涌水量预测。

上水平疏干资料外推下水平的涌水量，以及矿床规模小、矿体分布集中、边界条件和含水结构复杂的涌水量预测。

（二）计算方法与步骤1. 鉴别Q~s 曲线类型（1）曲度法：即用曲度n 值进行鉴别：1212lg lg lg lg Q Q S S n --=，当n ＝1时，为直线Q =qS ；1＜n ＜2时，为幂曲线Q =b S a ；n ＝2时，为抛物线S=aQ+bQ 2；n ＞2时，为半对数曲线S=a+blgS 。

如果n ＜1时，表明抽水试验不正确。

2. 确定方程参数（1）最小二乘法：应根据Q=f （s ）类型选用最小二乘法，如常见的幂函数型：∑∑∑∑∑=-⋅-Q S Q S NS S b lg lg )lg (lg )lg ()(lg 22NS bQ a ∑∑-=lg 1lg lg（2）图解法：即利用直角坐标的图解，a 为图解中纵坐标上所切的截距线段；b 为直线对水平倾角的正切。

其它类型详见地下水动力学。

新华山铜矿矿坑涌水量预测及防治水探讨

新华山铜矿矿坑涌水量预测及防治水探讨一、研究背景新华山铜矿是我国较早开采的大型铜矿石矿床之一，位于安徽省铜陵市，是中国非常重要的铜矿产地之一。

随着矿井深度的增加和矿石开采量的不断扩大，矿井涌水问题日益成为该矿井产能提升和安全生产的主要限制因素之一。

对新华山铜矿矿坑涌水量的预测及防治水工作的研究显得尤为重要。

二、矿坑涌水量预测的方法对于新华山铜矿矿坑涌水量的预测，主要可以采用模型预测法和经验公式法两种方法。

模型预测法是通过建立数学模型，运用数学统计方法对矿区地下水位、地质结构、水文地质条件等因素进行综合分析和计算，从而预测出未来一定时间段内的矿坑涌水量。

该方法要求对矿区的地下水位、水质、地质构造等数据有较为准确的了解，并且需要复杂的数学计算。

虽然该方法比较精确，但对研究人员的技术水平要求较高。

经验公式法则是根据矿区历史涌水量资料，结合矿区地下水初见今年沉降量、悬灵水分等因素，从而得出未来一定时间段内的矿坑涌水量。

该方法相对简单易行，可以满足矿区日常涌水量的预测需要。

三、防治水工作的探讨为了控制新华山铜矿的矿坑涌水问题，需要进行有效的防治水工作。

主要措施有：1. 提高水文地质勘察的精度。

通过对矿区地下水位、水质、水文地质条件等的精确测量和分析，可以为矿坑涌水量的预测提供可靠的依据。

2. 加强水文地质监测。

定期对矿区的地下水位和水质进行监测，及时发现异常情况并采取措施。

3. 合理利用地下水资源。

通过对地下水的开采利用，适当降低地下水位，从而减少矿坑的涌水量。

4. 加强矿井水防治设施建设。

包括加固矿井巷道、封闭废弃巷道、增设泵站等，以确保矿坑的排水效率。

5. 配备应急处理设备及人员。

对矿坑突发涌水事件，能够快速反应并采取紧急处置措施，以最大限度减少损失。

通过以上措施的落实，预计将对新华山铜矿的矿坑涌水问题产生积极的影响。

四、结论新华山铜矿的矿坑涌水情况对其生产安全和产能提升造成了重大影响，预测和防治水工作的研究是一个紧迫的任务。

矿井涌水量评价常用方法及公式

附录 A（资料性附录）矿井涌水量评价常用方法及公式A.1 比拟法A.1.1 富水系数法aP Q K P = ...................................... (A.1)11p Q K P = ...................................... (A.2) 式中：Q ——新矿井预计涌水量，单位为立方米（m 3）；K p ——富（含）水系数，单位为立方米每吨（m 3/t ）；P ——新矿井设计产量，单位为吨（t ）；Q 1——生产矿井年涌水量，单位为立方米（m 3）；P 1——生产矿井年产煤量，单位为吨（t ）。

a 式中的涌水量和产煤量均是同一一定时间内的。

A.1.2 矿井单位涌水量比拟法当矿井涌水量增长幅度与开采面积、水位降深呈直线比例的情况下：1Q q FS = ...................................... (A.3)1111Q q F S = ...................................... (A.4) 当矿井涌水量增长幅度与开采面积、水位降深不呈直线比例时:Q Q =(A.3) 式中：Q ——新矿井预计涌水量，单位为立方米每秒（m 3/s ）；q 1——生产矿井单位涌水量，单位为每秒（s -1）；F ——新矿井设计开采面积，单位为平方米（m 2）；S ——新矿井设计水位降深，单位为米（m ）；Q 1——生产矿井总涌水量，单位为立方米每秒（m 3/s ）；F 1——生产矿井开采面积，单位为平方米（m 2）；S 1——生产矿井水位降深，单位为米（m ）；m 、n ——地下水流态系数，根据两年以上生产矿井涌水量采用最小二乘法或图解法求得。

A.1.3 相关关系分析法a) 当生产矿井涌水量与两个影响因素存在直线关系时，采用下述三元直线相关数学表示式预算新井矿井涌水量（Q ）：01122Q b b x b x =++ .................................. (A.4)式中：x 1 、x 2——影响矿井涌水量的二个因素变量；b 1 、b 2——称为Q 对x 1 、x 2的回归系数。

×××矿区坑涌水量预测方法及结果分析

×××矿区坑涌水量预测方法及结果分析本文对×××矿区矿坑涌水量分别采用解析法和比拟法两种方法进行计算，得出结论与矿坑实际涌水量相比较，误差小于10%，可判断结论较可靠，对矿坑未来采矿排水设计及选择排水设备提供较翔实的依据。

标签：矿坑涌水量解析法比拟法数十年来，前人对×××矿区井下开采系统疏干排水的涌水量计算进行了大量的基础性工作，取得了较为珍贵的资料与经验。

现就×××矿区矿坑涌水量预测方法及结果进行论述。

1解析法1.1公式选择（1）浅部壶天群溶洞含水层①×××矿区西部天子岭组条纹状灰岩、泥质灰岩和石炭系下统砂页岩组成西部隔水边界;矿区北部石炭系下统砂页岩和泥盆系上统帽子峰组砂页岩组成北部隔水边界。

北部和西部隔水边界组成矿区“厂”字型的相对隔水边界。

②矿床疏干时，直接向壶天群含水层布置截流巷和放水钻孔放水，疏干对象只有壶天群含水层。

在疏干过程中，第四系水和中上泥盆统东岗岭上亚组、天子岭下亚组浅部溶洞-裂隙水只是通过与壶天群含水层的水力联系，作为壶天群含水层的补给源补给壶天群含水层。

中上泥盆统东岗岭上亚组和天子岭下亚组深部裂隙水由于有天子岭中上亚组花斑状灰岩夹泥灰岩和条带状灰岩的杂质灰岩隔水岩层的阻隔，在浅部截流中段未能揭露。

所以，实际矿床疏干只是壶天群含水层的涌水量。

③在矿床疏干过程中，矿区与南部董塘河之间长期存在一地下水分水岭，分水岭位于疏干漏斗南侧、观测孔CKB5-1和CKB14-1北侧附近。

董塘河对矿坑地下水无补给。

④×××矿区井下采矿采用充填法开采，开采活动不发生崩落。

综合上述因素，壶天群矿坑涌水量计算公式，选用无河水补给、直交隔水边界四分之一进水的“大井法”地下水动力学公式：式中：K——渗透系数;H——含水层水头高度;M——含水层厚度;h——地下水动水位（动水位至含水层底板高度）;R——北部边界至实际疏干漏斗边界平均距离;r0——“大井法”引用半径。

矿坑涌水量地预测方法-(解析汇报法)

解析法（一）解析法的应用条件解析法是根据解析解的建模要求，通过对实际问题的合理概化，构造理想化模式的解析公式，用于矿坑涌水量预测。

具有对井巷类型适应能力强、快速、简便、经济等优点，是最常用的基本方法。

解析法预测矿坑涌水量时，以井流理论和用等效原则构造的“大井”为主，后者指将各种形态的井巷与坑道系统，以具有等效性的“大井”表示，称“大井”法。

因此说：矿坑涌水量计算的最大特点是“大井法”与等效原则的应用，而供水则以干扰井的计算为主。

稳定井流解析法：应用于矿坑疏干流场处于相对稳定状态的流量预测。

包括①在已知某开采水平最大水位降条件下的矿坑总涌水量；②在给定某开采水平疏干排水能力的前提下，计算地下水位降深（或压力疏降）值。

非稳定解析法：用于矿床疏干过程中地下水位不断下降，疏干漏斗持续不断扩展，非稳定状态下的涌水量预测。

包括：①已知开采水平水位降（s）、疏干时间（t），求涌水量（Q）；②已知Q、s，求疏干某水平或漏斗扩展到某处的时间（t）；③已知Q、t，求s，以确定漏斗发展的速度和漏斗范围内各点水头函数隨时间的变化规律，用于规划各项开采措施。

在勘探阶段，以选择疏干量和计算量最大涌水量为主。

（二）计算方法如上所述，应用解析法预测矿坑涌水量时，关键问题是如何在查清水文地质条件的前提下，将复杂的实际问题概化。

它可概括为如下三个重要方面：分析疏干流场的水力特征，合理概化边界条件，正确确定各项参数。

1. 分析疏干流场的水力特征矿区的疏干流场是在天然背景条件下，迭加开采因素演变而成。

分析时，应以天然状态为基础，结合开采条件作出合理概化。

（1）区分稳定流与非稳定流矿山基建阶段，疏干流场的内外边界有受开拓井巷的扩展所控制，以消耗含水层储量为主，属非稳定流；进入回采阶段后，井巷输廊大体已定，疏干流场主要受外边界的补给条件控制，当存在定水头（侧向或越流）补给条件时，矿坑水量被侧向补给量或越流量所平衡，流场特征除受气候的季节变化影响外，呈现对稳定状态。

矿井涌水量预测方法

矿井涌水量预测方法引言：矿井涌水是指在矿井开采过程中，地下水源不受控制地进入矿井的现象。

涌水量的预测对矿井的安全开采至关重要。

本文将介绍一些常用的矿井涌水量预测方法，包括经验公式法、数学模型法和人工智能方法。

一、经验公式法经验公式法是根据历史数据和经验总结得出的一种预测方法。

根据矿井的地质条件、开采工艺和涌水历史数据等因素，通过经验公式计算出矿井涌水量的预测结果。

这种方法简单易行，但对于复杂的地质条件和变化的开采工艺可能存在一定的误差。

二、数学模型法数学模型法是通过建立数学模型，利用数学方法对矿井涌水量进行预测的方法。

常用的数学模型包括多元回归模型、神经网络模型和支持向量机模型等。

这些模型可以根据矿井的具体情况进行参数调整和优化，提高预测的准确性。

但建立数学模型需要大量的历史数据和专业知识，并且对于模型的选择和参数调整需要一定的经验。

三、人工智能方法人工智能方法是近年来发展起来的一种新型预测方法，其基本思想是模拟人类的智能思维过程，通过机器学习和数据挖掘等技术，自动学习和优化预测模型。

人工智能方法具有较强的适应性和灵活性，可以根据不同的矿井情况进行预测，并且可以自动调整模型参数以提高预测效果。

但人工智能方法需要大量的训练数据和计算资源，并且对于模型的解释性较弱。

四、综合方法在实际应用中，常常采用综合方法进行矿井涌水量的预测。

综合方法是将多种预测方法进行组合，通过权重调整和结果融合来得到最终的预测结果。

这样可以综合各种方法的优势，提高预测的准确性和稳定性。

综合方法的具体实施需要根据具体的矿井情况和数据特点进行调整，选择合适的权重和融合策略。

结论：矿井涌水量预测是矿井安全开采的重要环节，采用合适的预测方法可以提高矿井的安全性和经济效益。

经验公式法、数学模型法和人工智能方法是常用的预测方法，每种方法都有其适用的场景和优势。

在实际应用中，可以根据矿井的具体情况选择合适的方法，并进行综合预测。

这样可以提高预测的准确性，并为矿井的安全开采提供可靠的依据。

矿产地质勘查中矿坑涌水量预测方法探讨

矿产地质勘查中矿坑涌水量预测方法探讨矿坑涌水量预测是矿产地质勘查的重要组成部分。

预测方法的选择是提高矿坑涌水量预测精度的关键。

本文简述了矿产地质勘查中矿坑涌水量预测的内容，并综合探讨了常用的六种预测方法，指出它们的适用条件及优缺点，以期在矿产地质勘查中，能够选择正确合适的预测方法，提高预测精度。

标签：矿产地质勘查矿坑涌水量预测方法1引言矿坑涌水量预测是矿产地质勘查中一项重要复杂的工作。

预测结果是开采设计部门制定排水疏干方案、确定生产能力的主要依据。

矿产地质勘查工作的成功与否在一定程度上取决于矿坑涌水量的预测精度。

因为矿床水文地质条件比较复杂，如何准确预测矿坑涌水量始终是水文地质工作者的热门课题。

提高矿坑涌水量预测精度的关键在于：一是查明矿坑充水岩层的水文地质参数，构建符合客观实际的水文地质概念模型；二是建立与水文地质模型吻合的数学模型，选择正确的预测方法计算。

本文主要探讨了矿产地质勘查中矿坑涌水量预测方法。

2预测的内容矿坑涌水量是指在单位时间内涌入矿坑的水量。

对于矿产地质勘探阶段来说，主要以预测矿坑正常涌水量及最大涌水量为主，是进行评价性的计算。

矿坑正常涌水量是指开采系统达到水平或中段标高时，在平水年保持相对稳定的总涌水量。

最大涌水量是指在丰水年雨季时的最大涌水量。

对暗河型、裸露型充水矿床来说，还应根据矿山的服务年限及气象变化周期，预测出在特大暴雨产生时，会出现的特大矿坑涌水量，为制订应变措施提供依据。

3常用的预测方法在可靠的水文地质参数的基础上，就要选择合适的矿坑涌水量预测方法。

根据水文地质概念模型的要求，矿坑涌水量预测数学模型分类如图1所示。

目前，国内外常用的矿坑涌水量预测方法有水文地质比拟法、Q～s曲线外推法（涌水量-水位降深曲线法）、相关（回归）分析法、水均衡法、解析法和数值法。

3.1水文地质比拟法水文地质比拟法是利用矿区水文地质条件相似、开采条件基本相同的已知矿山的矿坑涌水量的实际资料，来预测另一矿山的矿坑涌水量。

矿坑涌水量常用预测方法

矿坑涌水量常用预测方法在矿产资源开采过程中，因为地下含水层深度不全都，结构存在不合理之处，在预报矿坑涌水量过程中存在许多不决定因素，这种影响因素会对终于的计算结果的准确造成危害，因此合理分析矿坑涌水量决定过程中存在的不决定因素，找到既定的预报方法就显得非常重要。

在矿产资源开采过程中务必对矿坑涌水量举行准确计算，将影响矿坑涌水量预报的影响因素充分考虑进去，预报和分析矿井中的正常涌水量和最大涌水量，从而为矿井骤然进水供应相应的地质材料支撑，为保证矿井平安、高效和科同学产奠定坚实基础。

1矿坑涌水量预报的影响因素分析1.1矿坑补给水条件对矿坑涌水量预报产生的影响进入矿坑内的水分主要包含了矿坑开辟过程以及岩石和地表四周存在的地下水，通过不同岩石结构层和不同途径进入矿坑的地下水资源。

在某些突发状况下，矿坑还需要担当来自深层水源的冲击，因此，在对矿坑涌水量举行预报过程中，首先应当将用水量持续的时光和强度考虑到计算影响因素中，然后决定矿坑充水量、范围，决定好充水的界限。

在矿坑涌水量预报过程中，自然降雨是最不能人为控制的因素，过多的降水会直接或者间接对矿坑中的涌水量产生影响，终于对矿坑内涌水量变化速率、变化幅度和持续的时光造成影响。

此外，矿坑四周详细的水文地质条件的好坏，补给水区域的远近和埋水层的范围都会对矿坑涌水量预报产生不小的影响。

一般状况下，离补水区域近，埋水层比较浅的矿坑用水量变化比较显然，其变化幅度也比较大，而离补水区域较远以及埋水层深度较深影响效果就会小许多。

雨季降水量大，降雨持续时光长，对于矿坑涌水量预报产生的影响最大，旱季产生的影响就小许多。

地表水如江河湖泊对矿坑涌水量预报影响主要取决于矿坑和地表水的距离以及联系程度，距离越近，联系越紧密，矿坑涌水量变化就会越大，导致矿产资源开采难度增强。

1.2矿坑的开采方式对矿坑涌水量预报产生的影响在矿坑涌水量预报过程中，不同的矿床开采方式，会显著影响到矿床的充水程度和进水条件。

矿井涌水量预测方法综述

矿井涌水量预测方法综述摘要：本文在阅读了大量的中外相关文献的基础上，从确定性分析和不确定性分析的两种方法进行了对矿井涌水量预测方法的综述和剖析。

同时也对这些方法进行了简单优缺点的介绍，对矿井涌水量预测具有重要的意义。

关键词：矿井涌水量；预测方法；确定性分析；不确定性分析0前言矿产资源是我国重要的资源之一，但在矿山开采的时候容易出现各种各样的危险，其中最危险的应该就属矿井水的突发事情。

因为我国的大部分矿区，随着上、中组的资源开釆的衰竭，开采储量丰富的下组资源却面临着底板岩溶承水的威胁，这就在相当程度上制约了矿区经济的可持续发展。

同时据不完全统计2001-2009年我国矿山透水事故共发生511起，死亡人数3245人，平均每年发生透水事故57起。

在统计的矿山透水事故中，有6.3％发生在非煤矿山中，其余93.7％发生在煤矿。

因此在面对矿井涌水量方面我们要做大量的工作，这样才可以保证生产的安全运行[1]。

但如何准确地预测矿井涌水量，一直是国内外专家都在努力探求的问题。

多年来，虽然很多学者从不同角度、利用不同方法做了大量的工作。

但到目前为止，涌水量预测数据与井下实测数据存在不同程度的误差，最大可差十几倍，造成矿井涌水量预测误差的原因则很多，概括起来主要有以下三个方面原因：水文地质条件未查清，选用的水文地质参数缺乏代表性，数学模型选择不当。

因此目前矿井涌水量预测大体上可以分为确定性分析方法和不确定性（随机）分析方法两类[2]。

确定性分析包括：解析法、模拟法、数值法、水均衡法；非确定性分析法包括：水文地质比拟、相关分析、模糊数学模型、灰色系统等[3]。

1确定性分析方法1.1解析法解析法是一种最普通的方法，但我们在使用解析法的时候，我们要根据矿井的大体的形状来进行判断，然后才可以确认我们要用的哪种方法。

比如如果一个矿井的大体形状是一个圆形或者是近似的圆形我们可以用“大井法”。

用该方法预测矿井涌水量时，以井流理论和用等效原则构造的大井法为主，该方法是把矿区水平坑道系统所占的面积看成是等价于一个理想的“大井”面积，整个坑道系统的涌水量就相当于“大井”的涌水量[20]。

矿坑涌水量的预测方法(水均匀法)

水均衡法（一）应用条件水均衡法适用于地下水运动为非渗流型且水均衡条件简单的充水矿床，如：1. 位于分水岭地段地下水位以上的矿床其主要特征为：地下水位一般停留在下伏弱含水层的顶端，故水层薄，水位埋藏深，变幅大、升降迅速，具有巨大的透水能力却无蓄水能力。

抽水试验困难，也无效果。

地下水动态与降雨直接相关。

依照降雨方式的不同，形成各种尖峰状动态曲线形态，矿坑涌水量也常不随降深的增加而加大，故水位降深在一定程度上失去意义。

补给区主要在矿区范围及其附近，补给路径短，以垂向补给为主。

矿区地下水与区域地下水不发生水力联系，即无侧向补给。

（二）暗河管道充水矿床（1）含水介质为孤立的暗河管道系统，通常各管道系统自成补给、径流、排泄系统，互相不发生直接水力联系，有些地区的管流与分散虽有一些联系，但管流是当地地下水排泄量的60%~80%以上。

（2）含水层极不均一，无统一地下水水位，因此不形成统一的含水层（体）。

（3）管流发育地区，地表溶蚀洼地、漏斗、落水洞发育、三水转化强烈，地面难以形成长年性表流；地下水动态受降水控制，暴涨暴落；其流量与降水补给面积成正比，变化大，具集中排泄特点。

很明显，上述特征无法用抽水试验求参，难以根据地下水动力学原理进行矿坑涌水量预测，同时，岩溶通道形状多变，管道组合复杂，也不适应管渠水力学的应用条件。

因此，多数上述充水矿床常采用非确定性随机模型和水均衡法解决实际问题。

（三）原理非渗流型确定性模型－水均衡方程，是根据水均衡原理，在查明矿床开采时水均衡各收入、支出项之间关系基础上建立预测方程的。

建立非渗流型确定性模型，要求勘探方法与之相适应，而加强均衡研究则是保证模型可靠性，提高参数精度的必要环节。

地下水均衡研究的首要工作是建立地下水与降雨量的长期观测站，形成包括由钻孔、矿区生产井巷、采空区、老窿、有代表性的泉与地下暗河、有意义的地表汇水区等组成的长期观测网。

为正确地圏定均衡区域，选择均衡期提供依据，为模型提供可靠的方程参数。

矿坑涌水量的预测方法-(解析法)

解析法（一）解析法的应用条件解析法是根据解析解的建模要求,通过对实际问题的合理概化，构造理想化模式的解析公式，用于矿坑涌水量预测。

具有对井巷类型适应能力强、快速、简便、经济等优点，是最常用的基本方法。

解析法预测矿坑涌水量时，以井流理论和用等效原则构造的“大井”为主，后者指将各种形态的井巷与坑道系统,以具有等效性的“大井”表示，称“大井”法.因此说:矿坑涌水量计算的最大特点是“大井法”与等效原则的应用，而供水则以干扰井的计算为主。

稳定井流解析法:应用于矿坑疏干流场处于相对稳定状态的流量预测。

包括①在已知某开采水平最大水位降条件下的矿坑总涌水量；②在给定某开采水平疏干排水能力的前提下，计算地下水位降深（或压力疏降）值。

非稳定解析法：用于矿床疏干过程中地下水位不断下降，疏干漏斗持续不断扩展，非稳定状态下的涌水量预测.包括:①已知开采水平水位降(s）、疏干时间（t)，求涌水量（Q);②已知Q、s，求疏干某水平或漏斗扩展到某处的时间(t）；③已知Q、t，求s，以确定漏斗发展的速度和漏斗范围内各点水头函数隨时间的变化规律，用于规划各项开采措施。

在勘探阶段，以选择疏干量和计算量最大涌水量为主。

（二）计算方法如上所述，应用解析法预测矿坑涌水量时，关键问题是如何在查清水文地质条件的前提下，将复杂的实际问题概化。

它可概括为如下三个重要方面：分析疏干流场的水力特征，合理概化边界条件，正确确定各项参数.1。

分析疏干流场的水力特征矿区的疏干流场是在天然背景条件下，迭加开采因素演变而成。

分析时，应以天然状态为基础，结合开采条件作出合理概化。

（1）区分稳定流与非稳定流矿山基建阶段，疏干流场的内外边界有受开拓井巷的扩展所控制，以消耗含水层储量为主,属非稳定流；进入回采阶段后,井巷输廊大体已定，疏干流场主要受外边界的补给条件控制，当存在定水头(侧向或越流)补给条件时，矿坑水量被侧向补给量或越流量所平衡，流场特征除受气候的季节变化影响外，呈现对稳定状态.基本符合稳定的“建模”条件，或可以认为两者具等效性；反之,均属非稳定流范畴。

第五章矿井涌水量预测

采矿量P0
综合
KP
采空区面积F0
采掘长度L0 采空体积V0
Q0 P0 Q0 KF F0 Q KL 0 L0 Q0 KV V0
二、单位涌水量比拟法
疏干面积F0和水位降深S0是矿井涌水量Q0变化的主要影响因素。根据生产矿井有关资料求得的单位涌水量q0，可作为预测类似条件下新矿井在某个开采面积F和水位降深S条件下涌水量Q的依据。
第五章矿井涌水量预测
江西榨一煤矿

内容安排
第一节第二节第三节第四节第五节第六节概述水文地质比拟法 Q-S曲线外推法水均衡法解析法数值法
第一节
概
述
矿井涌水量是指矿山建设和生产过程中单位时间内流入矿井(包括各种巷道和开采系统)的水量。
矿床水文地质条件类型矿床水文地质条件复杂程度矿床开发经济技术条件矿山疏干排水设计矿井生产能力防治水措施
前提: ①新建矿井与老矿井的条件应基本相似； ②老矿井要有长期的水量观测资料，保证涌水量与各影响因素之间数学表达式的可靠程度。
一、富水系数法
富水系数：指一定时间内矿井排出的总水量Q0与同时期内的采矿量P0之比。
Q0 KP P0
已建矿
Q K P
新建矿
Q KP P
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，因此还要分考虑开采方法、范围、进度等方面的相似性。为了排除生产条件的影响，对该法作修正，采用综合平均值作为比拟依据。
线，可由求出参数a和b。结果：a为截距，b为直线的斜率 1 注意：Ⅲ幂曲线型中，b为斜率的倒数 lg Q lg a b lg S
Q a b lg S
⑵ 最小二乘法：当精度要求较高时采用