不同进水方式对污泥床膨胀的影响

为了探究不同进水方式对污泥膨胀床性能的影响,设计一种侧向进水物理模型和四种不同进水夹角的底部进水口的数值模型,对比分析计算流体力学的三维模拟与实物模型的运行状态。结果表明:侧向进水方式污泥床在进水时膨胀速率比底部进水方式快19%;进水流量对两种进水方式的污泥膨胀高度及死区面积的减少有显著影响,在模拟中倾角为15°时,流量提升2.7倍,死区面积减少87%;底部圆锥倾角的变化,对死区产生显著的影响;侧向进水时,流场分为左右两部分,未有明显的优先流,底部进水则存在沿中轴线前进的主流,两侧的速度场分布梯度较小。

广西河池某矿水文地质特征分析及涌水量预测

以广西河池某矿区为研究对象,通过对矿区相关的水文地质条件进行分析,并采用水文地质比拟法、大井法和修正后大井法公式对矿区涌水量进行预测对比。结果表明:含水岩组之间水力联系密切,断层破碎带裂隙水发育明显,岩溶破碎带对矿床开采影响较大。矿区北、东以及西部为隔水边界,南部为透水边界。地下水径流赋存运移于岩溶裂隙、断层破碎带及岩溶管道中,汇流集中于北东、北西径流带进行排泄。水文地质比拟法的矿区平水期、枯水期及丰水期涌水量分别为18364.72 m^(3)/d、15 893.31 m^(3)/d、79 794.11 m^(3)/d;大井法用裘布依公式预测结平水期、枯水期及丰水期涌水量分别为23 108.90 m^(3)/d、21 044.15 m^(3)/d、27 418.04 m^(3)/d;修正后的大井法平水期、枯水期及丰水期涌水量分别为16 028.25 m^(3)/d、15 421.58 m^(3)/d、23 485.05 m^(3)/d。研究表明水文地质比拟法和修正后大井法公式预测结果更准确合理,符合预期结果。

煤矿充水因素评价及涌水量预测

为真实掌握煤矿的涌水量和充水条件,在对煤矿水文地质分析的基础上,首先对充水条件和充水因素进行评价,得出煤矿的充水通道主要为导水裂隙带,基于层次分析得出通道条件的权重因子为0.2667最大,为该煤矿的充水的首要条件;在对煤矿历年涌水量观测结果分析的基础上,采用大井法对涌水量进行预测,综合分析最终得出该煤矿正常涌水量为462 m^(3)/h,最大涌水量为693 m^(3)/h。

基于降雨量数据的程潮铁矿涌水量时序性预测模型

无底柱分段崩落法开采必然形成大范围的地表塌陷区,所分布的导水裂隙将导致大量的地表降水向下渗透,引起巷道涌水量骤增,程潮铁矿现已进入-500 m开采水平,大气降雨与崩落法开采所引发的裂隙持续动态发展之间的相互作用机制十分复杂。因此,为科学准确地预测井下涌水量,本研究提出了一种以降雨量为输入数据的涌水量灰色GM(1,2)时序性预测模型。以程潮铁矿2019—2021年的降雨量、涌水量实际数据为训练样本,充分考虑崩落法开采对上覆岩体的持续影响,引入时序性系数K对模型进行优化,最终建立的灰色GM(1,2)时序性预测模型与传统的GM(1,2)预测模型相比,预测精度平均提高了7.79%。运用该模型对2022年的涌水量进行预测检验结果表明,其旱、雨两季的预测精度分别为93.51%、93.58%,预测效果较好。研究成果是通过地表降雨量数据直接预测矿山井下涌水量数据的一种有效方法。

安徽省凤阳县江山-大王府金铅锌矿矿坑涌水量预测

本文以安徽省凤阳县江山-大王府金铅锌矿为例详细介绍了矿区概况、矿体特征、水文地质条件、并运用大井法、廊道法两种方法对矿坑涌水量进行预测计算,明确了方法的选择、适用条件等。通过两种方法预测计算对比,分析了误差原因。对以后实际工作中计算矿坑涌水量起到一定的参考作用。

隧道涌水量预测方法比较及算法选择优化

隧道涌水是隧道建设及后期运营中最为常见的地质灾害,准确预测涌水量大小将为隧道设计及施工提供关键参数,因此隧道涌水量预测尤为重要。通过采用地下水动力学方法中的解析法(包括裘布依公式、古德曼公式等),结合数值模拟方法,以隧道导水断层为研究重点,对地处莲花山断裂带鸿图特长隧道典型段落(K91+634~K93+512)的最大涌水量和正常涌水量进行了预测。同时,利用已开挖段实测涌水量数值,将多种方法进行对比,分析研究各计算方法的适配性,并优化计算算法。研究表明,裘布依承压含水层公式预测与实际涌水量最为接近,鸿图特长隧道典型段落(K91+634~K93+512)的预测最大涌水量为119000 m 3/d,是极限情况下的涌水量预测,为设计施工开挖提供了可靠地水文地质参数。

基于Aquifertest计算大海则矿井水文地质参数及涌水量

抽水试验是一种在水文地质勘查中最为常用的水文地质试验,以榆林市大海则井田相关资料为依据,通过抽水试验,利用Aquifertest软件中的纽曼模型和博尔顿模型分别对水文地质参数进行确定,最终得出了相应的导水系数值为0.200 m^(2) /min、给水度值0.024、贮水系数值0.000177、渗透系数值4.434 m/d,并采用水平廊道法计算矿坑涌水量为大海则煤矿的涌水量为5169.351 m^(3) /d。此方法误差较小结果可靠,为快速高效地进行水文地质参数计算和涌水量预测提供一种有效方法,同时为后续矿床开采及施工建设提供参考依据。

动、静结合法在矿井涌水量中的应用

正确预测矿井涌水量有助于合理布设排水系统,正确选择防治措施,防止淹井等灾害的发生。以榆神矿区杭来湾煤矿为研究对象,结合其302盘区首采工作面30201工作面充水特征、两带发育高度特征,分析了30201工作面开始回采至回采结束期间涌水量变化特征,并通过水化学分析和长观孔水位分析的方法对30201工作面涌水来源进行了识别,确定了工作面属于兼有静储量和动态补给量的涌水类型,以此引出“动、静结合法”进行302盘区涌水量预测,以已知30201工作面涌水量为依据,反求给水度,再以相邻工作面实际涌水量为参考,验证所取参数的合理性,以最终确定的水文地质参数对未来5年302盘区的涌水量进行预测,结果显示未来五年302盘区将提供1003.21m3/h的正常涌水量,1304.17m3/h的最大涌水量。研究可以为充水条件相似矿井涌水量预测提供参考。

类比分析方法在矿井涌水量预测中的应用——以榆神三期矿区为例

榆神三期矿区位于防风固沙、水源涵养的重要生态功能区,地下水是维系区域生态系统的重要水源,准确估算矿井涌水量对区域地下水保护意义重大。我国现有矿井涌水量预测方法主要分为确定性(包括数值模拟法、解析法等)和非确定性(包括类比法、模糊数学模型、时间序列分析等)两大类。本研究采用类比法,分析了各拟类比矿井的水文地质条件、地质结构分区、煤层埋深、导水裂缝影响情况以及隔水层保留厚度等条件,在本矿区或临近区域内确定类比对象矿井,进一步分析了矿井各阶段开采规模、采煤方法、开采工作面等条件,明确了类比的开采阶段,得出了矿井涌水量预测结果,并对不同方法矿井涌水量预测结果进行了对比。合理采用类比法开展矿井涌水量预测,可为周边分布有敏感水环境保护目标的矿区,以及生态系统稳定性明显受地下水资源影响的矿区,科学制定地下水保护对策提供更为准确的数据支撑。

考虑损伤效应的隧道二维渗流场解析及涌水量预测

隧道圆周面涌水量是隧道工程的重要参数,以往研究未考虑隧道开挖损伤因素对渗流场的影响,而隧道施工会对围岩造成一定程度的损伤。考虑隧道开挖损伤的影响,推导了径向未注浆、径向欠注浆及径向完全注浆3种不同径向注浆型式下的隧道二维渗流场理论解析解,而后对隧道渗流场理论解析研究中常用的两种等代圆方法在矩形隧道中的适用性展开了探讨,并对隧道圆周面涌水量及衬砌外水压力的径向注浆参数展开敏感性分析,最后将隧道二维渗流场理论解析解与数值解对比。结果表明:隧道二维渗流计算模型能较好地反映隧道圆周面的涌水量;开挖损伤对隧道圆周面涌水量有着较为显著的影响,对初支施作前的影响最大,对二衬施作后的影响程度最小;当径向注浆相对渗透系数k m/k g达到100,径向注浆相对厚度d g达到1.0倍的隧道内径r 0时,继续增大k m/k g或d g/r 0对降低隧道圆周面涌水量Q和拱顶衬砌外水压力p的效益将不再明显。研究成果可为不良地质岩层隧道的径向注浆设计提供一定的理论指导。

安山煤矿矿井涌水特征及水害预测研究

陕北矿区作为我国煤炭主要产地之一,实现煤炭合理开采和矿井涌水量预测成为亟需解决的难题。为了研究安山煤矿矿井涌水问题,通过现场实测和理论预测的方法对矿井涌水量和导水裂隙带高度展开研究。研究表明,安山煤矿5^(-2)煤开采矿井涌水量存在峰值点,最大值为58.5 m^(3)/h,整体处于缓慢增长的趋势,涌水量主要受工作面推采参数影响。采用理论预计的方法得到矿井最大涌水量为94.59 m^(3)/h,结合导水裂隙高度公式,预计发现煤层开采大部分区域未与上煤层导通,仅部分区域贯通,通过现场钻孔勘探发现理论预计和现场实测结果相近,依据矿井地质条件提出了具有针对性的矿井涌水量地质保障措施。

基于不完整井非稳定运动的立井井筒涌水量预测研究

针对立井掘进期间采用“大井法”预测井筒涌水量与实际情况相差较大的问题,以黄蒿界煤矿回风立井为研究对象,分析了勘探时期“大井法”井筒涌水量预测结果产生偏差的原因,结合延安组含水层实际水文地质条件,选取与其相适应的地下水向承压水不完整井非稳定运动的公式对立井涌水量进行了预测,预测结果表明,初期井筒涌水量较大,为131.98 m^(3)/h,但衰减较快,1 d内可衰减61%,至51.66 m^(3)/h,之后涌水量衰减较慢,趋于稳定,井筒涌水量预测结果与黄蒿界煤矿实际井筒疏降水量较为接近,说明该方法预测精度相比“大井法”更高。

多种勘探手段在某灰岩矿山导水通道探测中的应用

为解决某灰岩矿山日趋严重的涌水问题,开展了专项水文地质勘查工作,通过地质调查、物探、钻探、井下电视、连通试验等多种工作手段相结合,基本查明了矿区内地下水来源及主要导水通道的发育情况,为后期的涌水治理提供了依据。

宝日希勒露天煤矿涌水量预测研究

为有效评估未来矿区水资源供需平衡情况,需精准预测矿区未来矿井涌水量。根据宝日希勒露天矿现有水文地质及充水条件,采用水平集水廊道法、大井法、水文地质比拟法以及水均衡法四种方法对2025年矿坑涌水量进行了预测。结果表明:水平集水廊道法和大井法的水文地质参数选取受人为因素影响较大,预测结果偏大;水均衡法仅能根据矿区水均衡资料进行预测,预测精度不高;水文比拟法对相似性条件要求较高,预测精度较精准。最终根据水文比拟法预测结果确定宝日希勒露天矿2025年矿坑涌水预测水量为185.27万m^(3)/a。模拟分析了矿区采动作用对地下水流场的影响,模拟结果表明,工作面采掘潜水水位最大降深值为50 m。随着工作面采掘的不断推进,地下水降落漏斗面积先增大后保持不变。该研究为矿区安全生产、矿区排水设计以及水资源优化配置提供可靠的数据支撑和技术支持。

互助北山特长隧道涌水量预测研究

【目的】为了给隧道设计和施工提供依据,需对隧道涌水量进行预测。【方法】以青海互助北山特长隧道为例,基于勘察报告,综合分析其自然地理情况和工程地质条件,对地表水和地下水化学特征进行详细分析,采用降水入渗系数法、地下径流模数法和地下水动力法等三种方法对隧址区涌水量进行预测分析。【结果】结果表明,采用地下径流模数法计算的结果对施工安全的保障更有利。【结论】研究成果对类似特长隧道涌水量预测具有一定参考意义。

隧道涌水量预测计算方法综述

预测隧道涌水量对于保障隧道施工安全、进度、洞室稳定和人身安全问题至关重要。国内外学者已提出多种预测方法,但是存在不同适用条件,根据隧道的水文地质条件选取恰当的方法能有效提高预测精度。对解析公式法、经验公式法、数值法、随机性数学模型预测法等多种涌水量预测方法进行了系统梳理和分析,通过对这些方法的基本原理及适用条件进行综合分析,讨论了当前涌水量预测方法存在的不足之处,并提出改进方向。结果表明:解析公式法应用简单,但结果偏差较大;经验公式法源于工程案例总结,适用于相似条件下隧道涌水量预测;数值法通过数学模型模拟,可以解决复杂水文地质条件下的涌水量预测,但对勘察设计阶段获取的水文地质参数提出更高的要求;随机性数学模型方法需要大量数据来保证结果的准确性;其他方法主要依赖于地理信息系统(GIS)技术、同位素分析法等手段,通过科学分析来识别并判断地下水量及其流动通道的地质特征,需要充分的数据支持和详尽的地下勘探结果作为依据。研究成果可为实际工程中选择合适的涌水量预测方法提供参考。

高强度开采条件下安全回采地质保障技术研究

为解决小保当一号煤矿矿井涌水问题及地表生态问题,通过理论分析与现场实测等方法对矿井涌水预测、裂隙发育高度展开研究。研究表明,小保当一号煤矿矿井涌水量整体呈增加趋势,且与地表降水、工作面开采范围及生产能力有关;理论计算得矿井最大涌水量875 m^(3)/h,裂隙发育高度为127.6~162.4 m,与上煤层采空区贯通,存在突水危险。针对该矿井实际情况,提出了针对性的地质保障措施,确保煤矿生产安全。

红沙泉一号露天煤矿采场涌水量分析及预测

红沙泉一号露天煤矿勘探阶段使用大井法和平均降雨量法预测露天采场涌水量,与实测涌水量偏差较大。根据矿田水文地质条件,以及露天采场涌水量构成与变化规律,结合煤矿开采程度,进行偏差分析。结果表明,采用的年平均降雨量值为较大范围年平均降雨平均值,导致涌水量预测结果偏大,而选用水文地质比拟法预测未来3年采场涌水量,误差较小。预测结果为红沙泉一号露天煤矿防治水工作提供了重要参考依据,能够更好地指导安全生产。

基于镜像法的有限含水层内隧道渗流场解析解及其验证

隧道外水压力和涌水量是水下隧道施工的重要参数。针对以往大多是基于半无限含水层模型求解隧道渗流场,只考虑了单一边界的影响,而对边界条件复杂的隧道渗流场求解存在局限性的问题。建立有限含水层内带衬砌隧道渗流模型;基于镜像法,将该模型转化为无限平面内直线多隧道渗流模型,推导了水头及涌水量解析公式,通过数值解对比及公式退化验算,验证了该解的准确性;基于此解,研究了含水层厚度h、隧道埋深比(d/R_(1))、注浆圈参数等对水头分布及隧道涌水量的影响。研究结果表明:任意位置的水头随含水层厚度的增大而增大,隧道越靠近不透水边界,隧道上、下方的水头差越大;隧道与不透水边界距离小于3倍隧道直径时,隧道埋深比对涌水量、衬砌外水头的影响显著,二者的值出现陡降;提高注浆圈抗渗性比增大注浆圈厚度更能降低隧道涌水量。研究成果可为有限含水层地区隧道渗流场预测提供一定理论依据。

基于大井法和地下水模型系统数值模拟方法的某矿坑涌水量预测对比分析

在矿山实际生产过程中,涌水量精确预测具有重要意义。为解决预测值准确度不够的问题,运用大井法和地下水模型系统(groundwater modeling system, GMS)数值模拟方法进行某矿坑涌水量双重预测对比分析。采用地下水动力学大井法的承压转无压公式得出最大降深平均涌水量为47 948 m^(3)/d,最小降深平均涌水量为46 501 m^(3)/d;使用GMS数值模拟软件得出矿坑平均涌水量为32 000 m^(3)/d,最大涌水量为38 000 m^(3)/d。对二者结果进行对比分析表明,大井法预测公式是在含水层水平、等厚、均质等严格条件下推导出来的,但矿山实际上并没有完全满足公式的前提条件,其预测结果将会偏大;数值模拟方法适应性强,预测精度高,已经被大量应用于各个方面,由该方法得出的数据将会比大井法得出的数据范围小且更为精确。双重预测方法得出该矿坑涌水量的大范围和小范围预测值,结果表明该矿坑涌水量较大,研究成果将为开采矿山提供技术支撑。