矿井防治水基本理论理与方法1.doc

矿井防治水基本理论与方法 专业人员培训教材 地质测量处组织编制 目录 绪言 第一章 地下水与矿井水的基本知识 第一节 参与自然界水循环的地下水 第二节 含水层与隔水层 第三节 地下水的分类及其特征 第四节 地下水化学成份及其形成 第二章 地下水渗流理论与矿坑涌水量计算方法 第一节 地下水渗流理论 第二节 井筒涌水量计算方法 第三节 灰岩突水量计算方法 第四节 “四含”涌水量计算方法 第五节 采区涌水量计算方法 第六节 放水试验中的参数计算方法 第七节 老塘水积水量预测方法 第三章 矿井水害类型及其防治方法 第一节 矿井充水条件的分类 第二节 冲积层水害及其防治方法 灰岩水害及其防治方法 第四节 其它水害防治方法  绪 言 水文地质学研究的对象:是研究地下水的科学,研究地下水的形成、运动、分布规律；研究合理开发利用地下水资源，有效地消除地下水的危害。 矿井防治水工作的主要任务：查明矿井水文地质条件，预测各类水害，提前采取预防和治理措施，避免水害事故的发生，为矿井生产建设服务。 为提高矿区防治水工作人员专业技术水平，满足矿井防治水工作对专业技术人员的要求，我们组织编写了这篇培训教材，供专业人员培训班使用。 本教材共分三个部分。第一部分《地下水与矿井水的基础知识》，主要是介绍《水文地质学》基本概念，是其他专业人员从事防治水工作的基础知识。第二部分《地下水渗流理论与矿坑涌水量计算方法》，从实用角度介绍了《地下水动力学》基本理论、计算原理和解题方法，可以帮助学员提高解决实际问题的能力。第三部分《矿井水害类型及其防治方法》，主要是《专门水文地质学》方面的内容，在《矿床水文地质学》的基础上，对矿区常见的水害类型、危害程度、防治方法、安全评价标准等内容进论述。 本教材编写过程中，得到各级领导和矿区广大水文地质工作者的大力支持，在此表示感谢！ 限于编者的水平有限，难免有疏漏、错误之处，敬请批评指正。 第一章 地下水与矿井水的基础知识 第一节 参与自然界水循环的地下水 一、自然界的水循环 地球上的水以气态、液态和固态存在于大气圈、水圈和岩石圈。各相应圈层中的水，分别称为大气水、地表水和地下水。它们之间有着密切的联系，通过水循环相互转化和迁移： 大循环：从海洋蒸发的水分凝结降落到陆地，再通过径流形式返回到海洋。 小循环：从海洋（或陆地）蒸发的水分再降落到海洋（或陆地）。 自然界中的水在循环过程中保持均衡。年均衡量为： 自然界水均衡情况 区域 面积（Km2） 降水、 蒸发、 河流流入量 412103 448103 36103 1140 1200 100 陆地外流区 降水、 蒸发、 河流流入量 99.3103 63.0103 36.3103 860 540 310 陆地内流区 降水、 蒸发、 7.7103 7.7103 240 240 整个地球 降水或蒸发 518.6103 1017 二、中国水循环状况 中国全境几乎均属于季风气候，有明显的旱季与雨季之分。东南乃至华北、东北内陆某些地区，受太平洋副热带高压影响，四至八月份为雨季。而云南到西藏一带，受印度洋季风的影响，六至九月为雨季。 中国水资源（或称循环量）在时间分配上相当不均匀。由于绝大部分地区全年的降水量集中在短时间内降落，造成地表径流激增甚至出现洪害。而大部分时间降水量很少，造成河流断流。同时，由于太阳黑子爆发，太阳幅射能增大，以12至13年为周期出现丰水年（或枯水年）。 中国水资源在空间分配上也极不均匀。东南沿海降水量最高可达2000至3000mm，向西北内陆地区逐渐减少，直到接近于零。长江流域降水充沛，水循环量较大。华北和东北一些地区虽然降水量不少，但干旱季节长，普遍缺水。西北地区降水量小，属于干旱、半干旱地区。 地下水的补给水源归根结底是来自大气降水，所以，一般来讲降水量大的地区，地下水较为丰富，矿井水害也表现得较为严重。 三、水文学中的几个基本概念 1、湿度 空气的湿度是指空气中水的含量。 绝对湿度（e）：某一时刻空气中水的含量。表示方法有二：一是一立方米空气中水汽的克数（g/m3）；二是水汽的张力即水银柱的高度（mm）或是水汽的压力（毫巴相当于0.75mm水银柱的压力）。水汽达到饱和状态时的含量称为饱和含量（E）。它是一个随空气温度、压力变化而改变的参数。 相对湿度（e1）：空气中实际存在的水汽含量（e）与同温度、同体积空气内水汽达到饱和状态时的含量（E）之比。以百分数表示： 饱和差（d）：一定温度下空气中水汽的饱和含量与实际含量之差： 说明：①空气中的饱和水汽含量随温度的升高而增加。当相对湿度达到100%时，水汽可以凝结形成降水。②空气是水汽达到饱和时的温度称为露点。当温度降低到低于露点时，则剩余的水汽亦能凝结形成降