黄屯硫铁矿注浆帷幕内矿坑涌水量预测及评价

车夏光

摘 要：文章通过数值模拟法、水文地质解析法和Q～S曲线外推法分别对矿区矿坑涌水量进行了预测，结合本区实际水文地质条件，准确的对矿坑涌水量预测及评价。

关键词：注浆帷幕；涌水量预测；数值模拟法；解析法；Q～S曲线外推预测法

中图分类号：TD742 文献标志码：A 文章编号：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 礦坑涌水量预测

1.1 数值模拟法

利用帷幕水文地质数值模拟识别模型对帷幕各段进水量进行预测，以矿井-240m、-290m、-340m开采水平作为限制水头，各开采水平下矿坑涌水量预测如下表1、2、3所示，-240m、-290m、-340m预测流场如图1、2、3所示。

1.2 解析法

1.2.1 本次解析法采用潜水含水层 “大井法”计算公式进行矿坑涌水量预测，其计算公式如下：

Q= （1）

吉哈尔经验公式： R=10S （2）

影响半径估算公式： r0= （3）

引用影响半径估算公式：R0=R+r0 （4）

式中：Q-预测矿井涌水量（m3/h）；K-渗透系数（m/d）；H-含水层厚度（m）；h0-开采水平至隔水层底板高度；d-为大井距隔水边界的距离（m）；S-水位降低值（m）；R0-矿坑引用影响半迳（m）；r0-矿坑引用半迳（m）；R-影响半径（m）；F-多边形矿坑的面积（m2）。

1.2.2 计算参数的选择

（1）含水层厚度（H）：采用隔水层顶板标高与2个抽水主孔平均静止水位标高的差值。

（2）渗透系数（K）：采用大型群孔抽水试验资料所计算的导水系数平均值T，采用公式K=T/M计算，结果为K=1.80m/d。

（3）多边形矿坑面积（F）：据《勘探地质报告》资料，其值为1.3km2。

1.2.3 各水平矿坑涌水量预测

根据公式（1）、（2）、（3）、（4）及以上计算参数计算得到本区各水平矿坑涌水量，计算参数及结果见表4。

1.3 Q～S曲线外推预测法

本区裂隙-孔洞含水层受后期构造断裂和剪切破碎的影响表现出高度的非均质性，再者由于断层及帷幕的共同作用，使得本区边界条件又比较复杂，在这种情况下使用Q～S曲线外推法预测矿井涌水量常能获得较好的效果。

利用曲度法进行曲线判别。

表达式为：n= （5）

当n=1时，为直线型曲线；1

n=2时，为抛物线型曲线；n>2时，为对数型曲线。

根据以往数据判定该曲线类型为对数型。通过曲线拟合得出Q～f（s）曲线方程为：Q=654.67logS+321.03。

利用上述曲线方程可以进一步预算未来开采-240m、-290m及-340m水平时矿井的涌水量，其计算结果（见表6）。

2 涌水量预测评价

采用数值模拟法、水文地质解析法和Q～S曲线外推法分别对矿区矿坑涌水量进行了预测，利用参数准确、齐全，预测结果比较相近。但由于（1）本矿区含水系统无论是含水介质特征及边界条件都不完全符合解析法的假定条件，水文地质参数选择的是抽水试验计算结果的平均值，与本区高度非均质水文地质类型不相符，解析法计算的涌水量仅供参考对比；（2）曲线外推法选择的二个阶段只是近似

稳定状态，抽水试验未达到真正稳定，所以曲线外推法预测的涌水量也仅作为参考；（3）数值模拟法采用先进的

Feflow软件，将本区离散成若干个单元，并进行参数分区，经过对实际抽水资料识别校正，更符合本区实际水文地质条件。综上所述，推荐数值模拟计算的结果作为矿井排水设计的依据，即Q-240=38738.2（m3/d）；Q-290=43051.0（m3/d）；

Q-340=46449.2（m3/d）。

参考文献：

[1]吴亮.金属矿床矿坑涌水量动态变化规律研究[D].合肥工业大学，2017.

[2]普天平，王本新，向明荣.浅谈矿产地质勘查中矿坑涌水量预测的方法[J].科技与企业，2012

（22）：189-190.