矿井涌水量计算.doc

PAGE PAGE 6 矿井涌水量的计算与评述 钱学溥 （国土资源部，北京 100812） 摘 要：文章讨论了矿井涌水量的勘查、计算、精度级别、允许误差和有效数字。文章推荐了反求影响半径、作图法求解矿井涌水量的方法。 关键词：矿井涌水量；勘查；计算；精度级别；允许误差；有效数字 根据1998年国务院“三定方案”的规定，地下水由水利部门统一管理。水利部2005年发布了技术文件SL/Z 322-2005《建设项目水资源论证导则（试行）》。该技术文件6.7款规定，地下水资源包括地下水、地热水、天然矿泉水和矿坑排水。6.1.2款规定，计算的地下水资源量要认定它的精度级别。我们认为，认定计算的矿井涌水量的级别和允许误差，不仅是水利部门要求编写《建设项目水资源论证》的需要，而且有利于设计部门的使用。在发生经济纠纷的情况下，也有利于报告提交单位和报告评审机构为自己进行客观的申辩。下面，围绕这一问题，对矿井涌水量的勘查、计算、精度级别、允许误差和有效数字等方面，作一些论述和讨论。 1 矿井涌水量与水文地质勘查 矿井涌水量比较大，要求计算的矿井涌水量精度就比较高，也就需要投入比较多的水文地质勘查研究工作。表1，可以作为部署水文地质工作的参考。 表 1 矿井涌水量与水文地质勘查 Table 1 Mine inflow and hydrogeological exploration 矿山类型 生产的矿山 特大涌水矿山 疏干开采矿山 大水矿山 中水矿山 小水矿山 矿井涌水量 （m3/d） 具有10年以上观测资料 大于50000 5000～50000 500～5000 小于500 抽水试验的 类型和数量 不需要进行抽水试验 多孔抽水试验1～5组，群孔抽水试验1组 多孔抽水试验1～5组 单孔抽水试验1～5孔 不一定需要进行抽水试验 涌水量的主要计算方法 作图法、 数理统计 数值法、 数理统计 比拟法、解析法加水均衡计算、 作图法 作图法 比拟法、解析法、地下水径流模数法、泉水流量统计法 勘探、核实或检测地质报告预算井涌水量需要提交的精度 A B B、C B、C、D D 、E 注： eq \o\ac(○,1)多年生产的矿山是指：开采水平不变、开采面积基本不变的多年生产的矿山，如即将闭坑或是即将破产的矿山，即是这种多年生产的矿山。 eq \o\ac(○,2)多孔抽水试验，是指带观测孔的一个抽水主孔的抽水试验，持续抽水几天。 eq \o\ac(○,3)群孔抽水试验是指带观测孔的多个抽水主孔的抽水试验，其抽水总量，一般要达到计算矿井涌水量的1/3～3/4，持续抽水几十天。 eq \o\ac(○,4)利用地下水动力学计算公式，计算矿井涌水量，就属于解析法的范畴。大井法、集水廊道法就是常用的解析法。 eq \o\ac(○,5)数理统计包括一元线性回归、多元线性回归、逐步回归、系统理论分析、频率计算等（参考钱学溥，娘子关泉水流量几种回归分析的比较，《工程勘察》1983第4期，中国建筑工业出版社）。可以把水位抽降、巷道开拓面积、矿产产量、降水量等作为自变量，把矿井涌水量作为因变量。 eq \o\ac(○,6)数值法也就是计算机模拟，是通过利用计算机模拟地下水流场的变化，计算矿井涌水量的一种方法。 eq \o\ac(○,7)常用的大井法、集水廊道法等解析法计算矿井涌水量，只考虑了含水层的导水性，没有考虑地下水的补给量。因此，只有进行了解析法和水均衡的计算，用地下水的补给量验证解析法计算的结果，计算的矿井涌水量的精度才能达到C级。 2 稳定流、非稳定流公式应用的主要条件 2.1一般报告采用的解析解大井法、集水廊道法，是基于稳定流理论推导的地下水动力学计算公式。它要求地下水有比较充分的补给条件，要求在该水平开采的几年到几十年内，矿井排水计算的地下水影响半径边界上的水头高度，永远稳定在计算采用的高度上。 2.2基于非稳定流理论推导的地下水动力学计算公式，恰恰相反，它的使用条件是地下水没有补给，含水层分布无限，地下水影响半径不断向外扩大。 2.3由于采用大井法、集水廊道法，一般都没有考虑地下水补给量的问题，因此，计算的结果可能有较大的误差，它的精度一般只有D级。 3 影响半径的计算 3.1计算影响半径的经验公式有很多，它们计算的结果有相当大的误差。如常用的库萨金经验公式对于裂隙水来说，计算的值一般偏小2～5倍。吉哈尔经验公式对承压水含水层，可以作近似的计算，但计算的结果一般偏小（参考《供水水文地质手册》第二册，地质出版社1977，第268页）。 3.2影响半径，处在矿井涌水量计算公式分母的位置，因此，计算的影响半径偏小，就会导致计算的矿井涌水量偏大。这是一般地质报告计算矿井涌水量偏大的主要原因。 3.3利用经验公式计算的承压水影响