黃屯硫鐵礦注漿帷幕內礦坑涌水量預測及評價

車夏光

摘 要：文章通過數值模擬法、水文地質解析法和Q～S曲線外推法分別對礦區礦坑涌水量進行了預測，結合本區實際水文地質條件，準確的對礦坑涌水量預測及評價。

關鍵詞：注漿帷幕；涌水量預測；數值模擬法；解析法；Q～S曲線外推預測法

中圖分類號：TD742 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）31-0057-02

Abstract： In this paper， numerical simulation method， hydrogeological analysis method and Q～S curve extrapolation method were used to predict the mine pit water inflow. Combined with the actual hydrogeological conditions of the area， this paper made accurate prediction and evaluation of mine pit water inflow.

Keywords： grouting curtain； water inflow prediction； numerical simulation method； analytical method； Q～S curve extrapolation prediction method

1 礦坑涌水量預測

1.1 數值模擬法

利用帷幕水文地質數值模擬識別模型對帷幕各段進水量進行預測，以礦井-240m、-290m、-340m開采水平作為限制水頭，各開采水平下礦坑涌水量預測如下表1、2、3所示，-240m、-290m、-340m預測流場如圖1、2、3所示。

1.2 解析法

1.2.1 本次解析法采用潛水含水層 “大井法”計算公式進行礦坑涌水量預測，其計算公式如下：

Q= （1）

吉哈爾經驗公式： R=10S （2）

影響半徑估算公式： r0= （3）

引用影響半徑估算公式：R0=R+r0 （4）

式中：Q-預測礦井涌水量（m3/h）；K-滲透系數（m/d）；H-含水層厚度（m）；h0-開采水平至隔水層底板高度；d-為大井距隔水邊界的距離（m）；S-水位降低值（m）；R0-礦坑引用影響半逕（m）；r0-礦坑引用半逕（m）；R-影響半徑（m）；F-多邊形礦坑的面積（m2）。

1.2.2 計算參數的選擇

（1）含水層厚度（H）：采用隔水層頂板標高與2個抽水主孔平均靜止水位標高的差值。

（2）滲透系數（K）：采用大型群孔抽水試驗資料所計算的導水系數平均值T，采用公式K=T/M計算，結果為K=1.80m/d。

（3）多邊形礦坑面積（F）：據《勘探地質報告》資料，其值為1.3km2。

1.2.3 各水平礦坑涌水量預測

根據公式（1）、（2）、（3）、（4）及以上計算參數計算得到本區各水平礦坑涌水量，計算參數及結果見表4。

1.3 Q～S曲線外推預測法

本區裂隙-孔洞含水層受后期構造斷裂和剪切破碎的影響表現出高度的非均質性，再者由于斷層及帷幕的共同作用，使得本區邊界條件又比較復雜，在這種情況下使用Q～S曲線外推法預測礦井涌水量常能獲得較好的效果。

利用曲度法進行曲線判別。

表達式為：n= （5）

當n=1時，為直線型曲線；1

n=2時，為拋物線型曲線；n>2時，為對數型曲線。

根據以往數據判定該曲線類型為對數型。通過曲線擬合得出Q～f（s）曲線方程為：Q=654.67logS+321.03。

利用上述曲線方程可以進一步預算未來開采-240m、-290m及-340m水平時礦井的涌水量，其計算結果（見表6）。

2 涌水量預測評價

采用數值模擬法、水文地質解析法和Q～S曲線外推法分別對礦區礦坑涌水量進行了預測，利用參數準確、齊全，預測結果比較相近。但由于（1）本礦區含水系統無論是含水介質特征及邊界條件都不完全符合解析法的假定條件，水文地質參數選擇的是抽水試驗計算結果的平均值，與本區高度非均質水文地質類型不相符，解析法計算的涌水量僅供參考對比；（2）曲線外推法選擇的二個階段只是近似

穩定狀態，抽水試驗未達到真正穩定，所以曲線外推法預測的涌水量也僅作為參考；（3）數值模擬法采用先進的

Feflow軟件，將本區離散成若干個單元，并進行參數分區，經過對實際抽水資料識別校正，更符合本區實際水文地質條件。綜上所述，推薦數值模擬計算的結果作為礦井排水設計的依據，即Q-240=38738.2（m3/d）；Q-290=43051.0（m3/d）；

Q-340=46449.2（m3/d）。

參考文獻：

[1]吳亮.金屬礦床礦坑涌水量動態變化規律研究[D].合肥工業大學，2017.

[2]普天平，王本新，向明榮.淺談礦產地質勘查中礦坑涌水量預測的方法[J].科技與企業，2012

（22）：189-190.