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礦井涌水量的計算
三、地下水動力學法
地下水動力學法的理論依據是地下水運動的線性滲透定律,即達西定律。根據這個原理和具體的水文地質條件,可選擇不同的公式計算礦井井簡的浦水量。
(一)垂直井筒涌水量的計算
1.潛水完整井涌水量計算
所謂潛水完整井是指開鑿在潛水含水層中,井打穿含水層到隔水層底板的井筒
H2-h2
Q=1.366KlgR-lgr
因為 h=H-S
所以 Q=1.366K(2H-S)S lgR-lgr
在井筒掘鑿時,井筒中式不允許積水的,因此h=0,或者說S=H,這時,
H2
Q=1.366KlgR-lgr
式中 Q——井筒涌水量(m3/d)
K——含水層滲透系數(m/d)
H——含水層厚度
h——井中出水地段高度
S——水位降低值
R——影響半徑
r——井筒半徑
2.承壓水完整井涌水量計算
承壓水完整井是指開鑿在承壓含水層中,并全部揭露含水層的井筒
Q=2.73KM(H-h)MS或Q=2.73K lgR-lgrlgR-lgr
3.完整潛水承壓井涌水量計算
當井筒穿過承壓含水層水位下降很大,降到隔水頂板以下時,井筒附近變為無壓水,這種情況稱為潛水承壓井
(2HM-M2-h2) Q=1.366KlgR-lgr
上述公式同樣適用于鉆孔涌水量計算
如果抽水試驗是在井筒檢查孔中進行,用鉆孔涌水量可按下式換算成井筒涌水量
Q2=Q1lgR1-lgr1 lgR2-lgr2
(二)水平盡道涌水量的預剮方法
計算水平巷道涌水量時,同樣可將巷道看成為水平集水于程。因此,可利用地卞水向水平集水工程運動的公式計算。
潛水層中:
H2-h2
Q=LK(雙面進水) R
承壓含水層中:
2MH-M2-h2
Q=LK(雙面進水) R
式中 L——水平巷道長度
(三)斜井涌水量的預測方法
斜井涌水量的大小,據多次觀測,它與其水平斷面積和垂深相同的立井涌水量相近,故斜井涌水量可按立井來計算,其他計算參數的確定同前。如果斜井穿過不同含水層,亦應分段計算。
(四)利用“大井”法計算采區涌水責
一個采區是由許多巷道和工作面組成的,在長期的排水過程中,逐漸形成了巨大的統一為降落漏斗。因此,可把不規則的巷道系統及采區所占的面積,看成為相當理想的“大井”的面積,而整個采區的涌水量則相當“大井”的涌水量。這樣就可以引用計算井簡涌水量公式計算。
(1)表示礦井處在一個無限延伸的含水層中(無限水及供水邊界,排水時只不受任何邊界的影響)。
(2)巖層的產狀乎緩或接近水平,地下水從各個方向呈圓形流向礦井
(3)地下水屆層流和穩定運動。
(4)礦井類型屬完整井。
由于開采巷道系統的面積和形狀往往是不規則的,不是一個理想的圖形,因此在計算時,要把巷道系統的面積(是指設計開采巷道分布地段的總面積,不是單個巷道面積)近似地簡化成一個回的面積,然后再計算
r0== 式中 r0——采區的引用半徑
F——采區的面積
當采區面積近于正方形時,上式比較準確,若為長方形則采用下式:
r0=ηL+B 4
當系統巷道狹長,B與L的比值趨近于零時,r0=0.25
當巷道系統在平面上有各種凹角時,且B與L的比值在2和3之間,則
r0=
式中 d——為巷道系統周長。 d 2π
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