《9矿井水文地质》-精选·课件.ppt

矿山地质学 宁超 资源环境学院 第七章 矿井水文地质 第一节 地下水的基本知识 第二节 矿井充水条件 第三节 矿井水文地质的观测与预测 第四节 矿井水的防治 2.潜水面的形状 潜水在重力作用下发生流动，其结果使潜水面具有一定的坡度，形成了不同形状的潜水面。潜水面的坡度变化很大，一般情况下与地形变化一致。但潜水面的坡度一般总小于地面坡度。如果潜水面是倾斜的，潜水就发生流动，称为潜水流（图13-4a）；当潜水面呈水平时，潜水处于静止状态，称为潜水湖（图13-4b）。 潜水面的形状可用潜水等水位线图来表示。潜水等水位线图，是根据潜水面上各点标高编制而成的等值线图。由于潜水面是随时间变化的，所以在编制等水位线图时，必须利用同一时间测量的水位资料。在一个地区，最好能分别编制潜水高水位时期和低水位时期两张等水位线图。根据等水位线图可解决下列问题： （3）确定潜水与地表水间的关系 在河流附近编制水位线图时，可根据河水和潜水流向确定其补给关系。 （4）确定潜水埋藏深度 将地形等高线和等水位线绘于同一张图纸上，等水位线与地形等高线相交的点，两者高度之差即为该点潜水的埋藏深度。 （5）确定引水和排水工程 如水井应布置在地下水流汇聚的地方；排水沟（截水沟）应布置在垂直水流的方向上。 （二）井筒涌水量的计算 1．潜水完整井涌水量计算 潜水完整井是指井筒揭露了整个潜水含水层，并一直打到含水层隔水底板（图10-33）。其涌水量计算公式为 式中 Q——井筒涌水量，m3/d； K——含水层渗透系数，m/d； H——静止水位高度（对潜水完整井即潜水含水层厚度），m； h——动水位至含水层底面的距离为动水位高度（h=H-s）,m； s——水位降低值，m； R——地下水降落范围，即影响半径，m； r——井筒半径，m。 2.承压水完整井涌水量计算 承压水完整井是指井筒揭露了整个承压水含水层，并一直打到含水层底板隔水层（图10-34）。其涌水量计算公式为 式中 M——承压水含水层厚度,m。 3. 承压水转潜水完整井的涌水量 当井筒穿过承压水含水层的水位降低较大，且降低到隔水顶板以下时，井筒附近变为无压水，这种情况称为潜水自流井（图10-35）。其涌水量的计算公式为 式中 Q2—井筒涌水量， 4.井筒涌水量计算公式中参数R的确定 计算影响半径R的公式有理论公式和经验公式两种 理论公式为 潜水 承压水 潜水——承压水 （四）水平巷道涌水量的预测方法 通常水平巷道在排水初期，统一的降落漏斗未形成之前，可用下列公式计算其用水量。 （1）潜水完整水平巷道涌水量计算公式 2.承压水转潜水完整水平巷道涌水量计算公式 （五）采区或采面涌水量计算 例如，某一采区在承压含水层之下开拓，其平面形状近似正方形（图10-39）。由于在煤层开采过程中，水位降低到隔水顶以下，所以涌水量计算公式为： 二、矿井涌水通道 1.岩石的孔隙 这种通道往往存在于未成岩的松散沉积物中，其透水性能取决于孔隙的大小和形态，孔隙大涌水量就大。 2.岩石的裂隙 风化裂隙、成岩裂隙和构造裂隙均能构成矿井涌水通道，其中构造裂隙是矿井涌水和矿井突水的主要通道。构造裂隙包括：节理、断层和巨大的断裂破碎带。 3.岩石的溶隙 岩石的溶隙是可溶性岩层被溶蚀而形成。 第二节 矿井充水条件 岩溶区岩溶水的运动和岩溶溶洞的发育、分布，具有垂直分带性： 1）包气带(I)：位于最高地下水位以上。 2）水位季节变动带(Ⅱ)：位于高水位和低水位之间 3）饱水带(Ⅲ)：处于地下水面以下。 4）深部循环带(Ⅳ)：位于当地侵蚀基准面以下。 4.人工通道 1）钻孔造成的涌水通道。 2）采矿活动造成的断裂。 第二节 矿井充水条件 第二节 矿井充水条件 三、影响涌水量大小的因素 影响矿井涌水量大小的因素有：充水来源、充水通道、覆盖层岩性、 围岩岩性、地形条件等。 1.覆盖层及围岩岩性 有一定厚度(5m)且稳定的弱透水或隔水层可有效阻挡水的渗入。 2.地形条件 取决于开采深度与当地侵蚀基准面的关系。 3.地质构造 地质构造是影响矿井涌水量大小的重要因素。 第二节 矿井充水条件 1）断裂面 （1）压性断裂面；（2）张性断裂面；（3）扭性断裂面。 2）构造部位 （1）断层产生的裂隙发育地段，对矿井涌水量影响大。 （2）断层交叉点容易突水。 （3）断层密度大的地段，岩石破碎