DZ/T 0342-2020 矿坑涌水量预测计算规程.pdf

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标准编号:DZ/T 0342-2020
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DZ/T 0342-2020标准规范下载简介

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附录B (资料性附录) 涌水量一降深曲线法常用计算公式

Q=a+blgs (B.4) 适用于补给衰竭或水流受阻,随降深增大涌水量增量很小,曲线趋向降深轴的情况。 式(B.1)至式(B.4)中: 一水位降深,单位为米(m); Q一涌水量,单位为立方米每秒(m²/s); a、6一系数。 e)如曲线呈反抛物线型,则可能有误,或有特殊现象发生(如原来被阻塞的裂隙、岩溶通道被突然 疏通等)。

一般认为各种曲线具有如下规律

DZ/T0342—2020

a)I型曲线,出现在承压含水层或潜水含水层(水位降深与含水层厚度相比应很小)中,地下水呈 层流状态。 b Ⅱ型曲线,在富水性强的含水层中强烈抽水,地下水在抽水井附近或强径流通道附近发生紊流 的情况下出现,这时水位降深在一些地区与流量的平方成正比。 Ⅲ、IV型曲线,在含水层规模小、补给条件差的情况下出现DBJ43/ 323-2017标准下载,一定要用真正稳定的流量和降深建 立方程。

用伸直法和曲度法判别实际的Q一s曲线类型具体如下。 伸直法:将曲线方程以直线关系式表示,并以直线关系式中的两个对应的变量建立坐标系,把抽 (放)水试验的涌水量和相应的水位降深资料,分别放到上述四种Q一s曲线类型的直线关系式 坐标系中进行伸直判别。 b)曲度法:在曲线上取抽水试验的两个实测点(Q1,s,)和(Q2,S,),由下式求出曲度值n。

n<1,试验资料有误; n=1,为直线型; 12,为对数曲线型

确定方程中待定参数α、b的方法如下。 a),图解法:一般情况下,利用各类型的直线方程图线,可求出参数α和b b)最小二乘法:当精度要求较高时采用。 )直线型:

Igs 2lgs1 IgQ21gQ1

DZ/T0342—2020 换算。 根据稳定井流理论,不同地下水运动(层流、紊流)状态下井径与涌水量关系可以进行换算。 层流时,

根据稳定并流理论,不同地下水运动(层流、紊流)状态下并径与涌水量关系可以进行换算 层流时,

Q并=Q孔 IgR孔一lgr孔 gR并一Igr# (B.10) Q并=Q孔 r# .. (B. 11)

Q并=Q孔 lgR并一lgr井 Q并=Q孔 r#

Q井 开间涌水量,单位为立方米每【小】时(m/h); Q孔一一抽水孔的出水量,单位为立方米每[小)时(m/h); R并一一井筒的引用影响半径,单位为米(m); R孔一一抽水孔的引用影响半径,单位为米(m); 一井筒的半径,单位为米(m); r孔一一抽水孔的半径,单位为米(m)。 实践表明,井径对涌水量的影响一般比对数关系时大,比平方根关系时小。可用多个井径、每一井径 的二次或二次以上降深的抽水试验资料,建立由井径(d)换算涌水量的经验公式

m、n——参数,可用最小二乘法求出

Q涌水量,单位为立方米每【小】时(m/h); 一相对稳定降深,单位为米(m); 一虚构抽水大井组半径或观测孔至矿坑中心点距离,单位为米(m); b1r的指数; b2—s的指数; 一系数。

C.2确定方程中的参数

用相关系数(R)来表示三个变量线性关系的密切程度。按相关系数定义,R=V/U/L表示回归平 方和在总变差中所占比值,式中U是回归平方和。一般情况下

R的取值是0<|R≤1,越接近1,相关程度越高,回归的规律性越强,效果也越好。一般要求 R>0.7。

计算精度用剩余均方根来衡量,

中 剩余平方和; N 一所有参与计算的观测数据组数(一个涌水量对应一个降深,称为一组数据); 除自变量对因变量的线性影响外,因变量值随机波动平均变量的大小,S的取值应当越小 越好; K自变量数量,对于所解的问题 K=2。

1天然条件下地下水均衡方程的建立

附录D (资料性附录) 水均衡法常用计算公式

对于地下水米说,大然茶件下,地下水的不 水补给量大于排泄量,地下水储存量增加,水位上升;地下水排泄量大于补给量,地下水储存量减少,水位 下降。以无压含水层重力储水为例,公式为

合部力用尔重的感 和。以降水补给为主的露天采矿场(见图D.1)为例,假定采矿场周围漏斗范围外的地表水汇人采矿场的 径流量为0。

图D.1××矿区部面示意图

D.2.1含水层储存量的消耗量

D.2.1.1露天采矿场范围内储存量的消耗量(

露天采矿场范围内储存量的消耗量(g.):

q1 露天采矿场面积上储存量的消耗量,单位为立方米每天(m"/d); W一露天采矿场内被疏干的水量,单位为立方米(m"); V 露天采矿场内含水层被剥离疏干的体积,单位为立方米(m"); 从 含水层的给水度或裂隙度; 疏干时间,单位为天(d); A一一露天采矿场内被剥离含水层的面积,单位为平方米(m²); h。一一露天采矿场内含水层平均疏干厚度,单位为米(m)。 D.2.1.2露天采矿场周围降落漏斗范围内的储存量的消耗量(g2):

RLμhp q2 3t1

Q2——露天采矿场周围降落漏斗范围内的储存量的消耗量,单位为立方米每天(m/d); R一一疏干时形成的降落漏斗的影响半径,由露天采矿场边缘轮廊线算起,单位为米(m); L一一疏干地段(露天采矿场边缘)的周长,单位为米(m)。 D.2.1.3含水层储存量的消耗量(Q,):

D.2.2.1直接降落在露天采矿场内的大气降水

直接降落在露天采矿场内的大气降水量(g3):

D.2. 2. 2采矿场外围降水人渗量(g2)

露天采矿场外围降水人渗量,单位为立方米每天(m"/d); F一—露天采矿场外矿坑积水面积(即降落漏斗范围,不包括F,),单位为平方米(m"); α大气降水人渗系数。

D.2.2.3总补给量(Q,)

D.2.3露天采矿场总涌水量

DZ/T 03422020

Y,一一河流流人露天采矿场的流量,单位为立方米每天(m"/d); Y2——河流流出露天采矿场的流量,单位为立方米每天(m"/d)。 同理,当还有其他补给水源时,都应当参加水均衡计算

E.1建立水文地质概念

附录E (资料性附录) 解析法建立及常用计算公式

在查清水文地质条件的前提下,将复杂的实际问题概化,包括四个重要方面:分析疏干流场的水力特 征、边界条件的概化、最大疏干水位降深的确定及确定水文地质参数。

GB∕T 51369-2019 通信设备安装工程抗震设计标准E.1.1分析疏于流场的水力特征

合开采条件做出合理概化。 a)区分稳定流与非稳定流。矿山基建阶段,疏干流场的内外边界均受开拓井巷的扩展控制,以消 耗含水层储量为主,属非稳定流。进人回采阶段,井巷轮廓大体已定,疏干流场主要受外边界补 给条件控制,当存在定水头(侧向或越流)补给条件时,矿坑涌水量被侧向补给量或越流量平衡, 流场特征除受季节变化影响外,呈相对稳定状态。基本符合稳定的“建模”条件,或可以认为两 者具有等效性;反之,均属非稳定流范畴。 b 区分达西流与非达西流。一是暗河管道岩溶充水矿床,地下水运动为压力管道流与明渠流;分 水岭地段的充水矿床,矿坑涌水量直接受垂向降水人渗强度控制,与水位降深无关。两者均与 解析法的“建模”条件相距甚大。二是局部状态的非达西流,常发生在大降深疏干井巷附近与某 些特殊构造部位,它只对参数计算与参数的代表性产生影响。不存在解析法的应用条件问题。 C 区分平面流与空间流。严格讲,在大降深疏干条件下,地下水运动的垂向速度分量不能忽略(为 三维空间流),其分布范围仅限于井巷附近(为含水层厚度的1.5~4.75倍)。在矿坑涌水量预 测中,大多将其纳人二维平面流范畴,可根据井巷类型做出不同概化。坑道系统一般以近似的 径向流概化;当坑道系统近于带状的狭长条形时,也可概化为剖面流。对于倾斜坑道,已证明坑 道的倾斜对涌水量影响不大时,可根据坑道的倾斜度,分别按竖井或水平巷道进行近似。即:若 坑道倾斜度大于或等于45°时,视其与竖井近似,用井流公式计算;若坑道倾斜度小于45°时,则 视其与水平巷道相似,用单宽流量公式计算。 d 区分潜水与承压水。矿坑水在降压疏干时,承压水往往转化为潜水或承压一无压水。此外,在 陡倾斜含水层分布的矿区,还可能出现坑道一侧保持原始承压水状态,而另一侧却由承压水转 化为无压水或承压一无压水的现象。概化时,需从宏观角度进行等效的近似处理。

E.1.2边界条件的概化

矿坑涌水量的重要环节。 a) 周边边界的概化。解析法要求将复杂的周边边界补给条件概化为隔水与供水两种类型;同时, 将不规则的边界形态简化为规则的。但实际问题中一般难以具有上述理想条件,其进水条件常 常既不完全隔水,又不具有无限补给能力,它的分布也极不规则。为此,必须通过合理的概化, 缩小理论与实际的差距,满足近似的计算要求。其要点是: 1)立足于整体的概化效果。隔水/透水边界,或半无限直线、直交、斜交、平行边界等。

2)以均衡为基础,用好等效原则。通过对地质条件概化(如相对隔水边界、定水头边界)导我 近似处理的途径;或根据等效原则将垂向越流补给和侧向补给共同构成定水头边界,将局 部进水口概化为区域进水边界等。但这些等效原则的应用,必须建立在区域水均衡条件论 证的基础上,并涉及参数的优化处理。 3) 充分考虑开采因素。疏干流场始终处于补给量与疏干量不断变化的动平衡状态,随着开采 条件的变化,边界的位置及其进水条件常发生转化, 4)边界几何形态的概化。 5)边界概化应把重点放在主要供水边界上,简化隔水边界的形状影响一般不大。 内边界的概化,即概化井、钻孔或巷道系统的进水边界;确定大井法引用半径(r。)、影响半径 (R)和引用影响半径(R。)。 1)“大井”的引用半径,在一般情况下用下式表示

坑道系统分布范围所圈定的面积。确切地说,近似等于为保证井田设计生产率所必需的 坑道所圈定面积,或者以降落漏斗距坑道最近处的封闭等水位线所圈闭的面积。如果开 采范围形状近于圆形、方形时,采用式(E.1)较准确,对于开采范围形状特别的,可采用专 门公式计算。 解析法预算涌水量要求:坑道系统的长度与宽度的比值应小于10。根据中段坑道系统 (或基坑)形态,引用半径计算公式见表E.1。

一套完整的住宅施工图表E.1不同坑道形状引用半径计算公式

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