專利名稱:一種礦井水文地質(zhì)條件的探測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于礦井水文地質(zhì)領(lǐng)域,涉及一種基于水力學(xué)和地下水動(dòng)力學(xué),利用定流量放水過(guò)程獲得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)求取含水層水文參數(shù)的礦井水文地質(zhì)條件的探測(cè)方法,進(jìn)而指導(dǎo)礦井水害防治工作,特別適用于井下獨(dú)孔放水試驗(yàn)求取承壓水含水層滲透系數(shù)和單位涌水量參數(shù)。
背景技術(shù):
放水試驗(yàn)是礦井水文地質(zhì)工作中查明承壓含水層滲透性和富水性的一種試驗(yàn)方法,但目前放水試驗(yàn)方法存在以下幾個(gè)問(wèn)題:1)放水量有變化,參數(shù)求取誤差大;2)放水過(guò)程中,放水孔中含水層水位降深參數(shù)無(wú)法求得;3)放水過(guò)程中,可獲得放水量和水壓力參數(shù),但無(wú)法求得滲透系數(shù)和單位涌水量參數(shù);4)群孔放水試驗(yàn)無(wú)法獲得單一工作面、單一位置的水文參數(shù);5)使用放水試驗(yàn)恢復(fù)過(guò)程求參數(shù)時(shí),試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種礦井水文地質(zhì)條件的探測(cè)方法,該方法參數(shù)求取誤差小,可方便求得放水孔中含水層水位降深參數(shù)、滲透系數(shù)和單位涌水量參數(shù)以及單一工作面、單一位置的水文參數(shù),進(jìn)而指導(dǎo)礦井水害防治工作。
本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一種礦井水文地質(zhì)條件的探測(cè)方法,包括下述步驟:步驟一:按照求取單位涌水量參數(shù)q的孔內(nèi)徑要求進(jìn)行放水孔施工,依據(jù)鉆孔柱狀圖獲取放水目標(biāo)含水層厚度M ;步驟二:依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)放水孔施工獲得鉆孔中原始水壓力Ptl、最大放水量Qtl ;步驟三:保持放水量Q1波動(dòng)幅度小于3%,其中Qq/3 ^ Q1 ^ Q0/2 ;步驟四:保持放水量Q1 —定時(shí)間后停止放水試驗(yàn),得鉆孔中壓力穩(wěn)定值P1 ;步驟五:依據(jù)水力學(xué)中伯努利方程,計(jì)算出放水量保持在Q1的情況下,水壓力下降值Λ P則轉(zhuǎn)換成放水量Q1及過(guò)程中的水頭總損失h,進(jìn)而求得任意時(shí)刻放水孔中含水層的水壓力,其中,穩(wěn)定后放水孔中含水層的水壓力為P1+ Δ P ;水壓力下降值Λ P按照下式計(jì)算:ΔΡ = 0.75(-^)2 P;(2)
A式中,P為水的密度,A為放水孔內(nèi)截面積;步驟六:由放水孔中含水層的水壓力和原始水壓力,求出放水過(guò)程中含水層任意時(shí)刻的水位降深,其中放水穩(wěn)定后的放水孔中含水層水位降深為S:
/.)) — (/.; + AP)/ α、S= 0 y 1---(3)
Pg式中,g為重力加速度;
步驟七:依據(jù)地下水動(dòng)力學(xué)中裘布依公式求出滲透系數(shù)K:
權(quán)利要求
1.一種礦井水文地質(zhì)條件的探測(cè)方法,其特征在于,包括下述步驟: 步驟一:按照求取單位涌水量參數(shù)q的孔內(nèi)徑要求進(jìn)行放水孔施工,依據(jù)鉆孔柱狀圖犾取放水目標(biāo)含水層厚度M ; 步驟二:依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)放水孔施工獲得鉆孔中原始水壓力Ptl、最大放水量Qtl ; 步驟三:保持放水量Q1波動(dòng)幅度小于3%,其中Qq/3 ≤ Q1≤ Q0/2 ; 步驟四:保持放水量Q1 —定時(shí)間后停止放水試驗(yàn),得鉆孔中壓力穩(wěn)定值P1 ; 步驟五:依據(jù)水力學(xué)中伯努利方程,計(jì)算出放水量保持在Q1的情況下,水壓力下降值Δ P則轉(zhuǎn)換成放水量Q1及過(guò)程中的水 頭總損失h,進(jìn)而求得任意時(shí)刻放水鉆孔中含水層的水壓力,其中,穩(wěn)定后放水孔中含水層的水壓力為P1+ Δ P ;水壓力下降值Λ P按照下式計(jì)算:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井水文地質(zhì)條件的探測(cè)方法,其特征在于,所述單位涌水量參數(shù)q時(shí)的孔內(nèi)徑要求為91 108mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井水文地質(zhì)條件的探測(cè)方法,其特征在于,所述步驟五中,水力學(xué)中伯努利方程為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井水文地質(zhì)條件的探測(cè)方法,其特征在于,所述含水層富水性劃分等級(jí)為:q < 0.1L/ (s.m)為含水層富水性弱;0.1L/ (s.m) < q ^ IL/ (s.m)為含水層富水性中等;1L/ (s -m) < 5L/ (s -m)為含水層富水性強(qiáng);5L/ (s -m) < q為含水層富水 性極強(qiáng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種礦井水文地質(zhì)條件的探測(cè)方法,包括1)按照要求進(jìn)行放水孔施工;2)得到鉆孔中原始水壓力P0、最大放水量Q0;3)保持放水量Q1幅度;4)停止放水,得鉆孔柱壓力穩(wěn)定值P1;5)計(jì)算水頭總損失h,進(jìn)而求得水壓力下降值△P;6)求出水位降深為S;7)求出滲透系數(shù)K;8)重復(fù)步驟2)~6),分別選取不同的放水量Q1、Q2、Q3…Qn對(duì)應(yīng)求得不同的含水層降深S1、S2、S3…Sn,繪制Q~S曲線;求得放水量Q,并換算鉆孔內(nèi)徑91mm的放水量Q91,進(jìn)而求得鉆孔單位涌水量q9)根據(jù)鉆孔單位涌水量q,按照既定的含水層富水性等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),確定含水層的水文地質(zhì)條件,采取相應(yīng)的承壓水害治理。本發(fā)明簡(jiǎn)單易實(shí)施;試驗(yàn)時(shí)間短,費(fèi)用低;求取參數(shù)多,誤差??;可針對(duì)一個(gè)點(diǎn)試驗(yàn),實(shí)用價(jià)值高。
文檔編號(hào)G01N15/08GK103163056SQ20131008492
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者李濤, 王蘇健, 鄧增社, 高穎 申請(qǐng)人:陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司