一種探查礦井水文地質(zhì)的三落程非穩(wěn)定流放水試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種探查礦井水文地質(zhì)條件的三落程非穩(wěn)定流放水試驗方法，屬于礦 井地質(zhì)探查領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 放水試驗是探查礦井水文地質(zhì)條件的有效方法之一。其是利用井下巷道標高或放 水鉆孔孔口標高低于含水層水位標高的特點，使承壓水自流涌入礦井，在含水層中形成一 定規(guī)模的水位降落漏斗，并以此揭露礦井水文地質(zhì)現(xiàn)象，從而探查礦井水文地質(zhì)條件，預(yù)測 礦井涌水量的。目前所進行的放水試驗多為單落程的非穩(wěn)定流，這樣可能由于影響范圍有 限（特別是對于巖溶裂隙含水層），無法全面地、多尺度地探查礦井水文地質(zhì)條件；另一方 面只能用非穩(wěn)定解析法或數(shù)值模擬法預(yù)測涌水量和反求水文地質(zhì)參數(shù)，可能面臨著水文地 質(zhì)邊界條件不符合非穩(wěn)定井流條件，或建立數(shù)值模型過程復(fù)雜，使計算難以進行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對目前運用的放水試驗探查礦井水文條件存在的一些不足，提出了三落 程非穩(wěn)定流放水試驗方法。
[0004] 本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案如下：將穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流放水試驗相結(jié)合，進 行三落程非穩(wěn)定流放水試驗。
[0005] 1、按要求設(shè)置各落程放水量，其中最大放水量和礦井的涌水量之和不能超過礦井 排水能力；
[0006] 2、放水順序應(yīng)先小流量放水，然后逐級增加放水量。放水量宜采用Q3= Q _，Q2 = 2/3Q3, Q1= 1/3Q3，其中Qmax為可能達到的最大放水量；
[0007] 3、在地面和井下同時布置觀測孔，布孔要均勻，尤其要在放水孔附近布置1-2個 測壓孔；
[0008] 4、放水孔流量、地面觀測孔水位、井下測壓孔水壓要同步觀測。觀測頻率可按照 試驗開始后的第 lmin、2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min、lOmin、12min、14min、 16min、18min、20min、25min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、IOOmin、 110min、120min的時間進行測量，此后每隔30min測量一次；
[0009] 5、放水試驗達到穩(wěn)定的判斷標準：①靜止水位和恢復(fù)水位，符合下列條件之一時， 認為達到穩(wěn)定，可進入下一個落程的放水試驗或水位恢復(fù)階段的觀測。a、連續(xù)三小時水位 不變；b、水位呈單向變化時，連續(xù)四小時內(nèi)每小時水位升幅或降幅不超過lcm ;c、水位呈鋸 齒狀變化時，連續(xù)四小時內(nèi)水位升降最大差值不超過5cm ;d、采用壓力表觀測時，連續(xù)八小 時指針不動。達不到上述要求，但總觀測時間如超過72小時，可停止觀測。②流量變化幅 度不大于3%，流量變化幅度=(觀測值與平均值的最大差值/平均值）X100%。穩(wěn)定時 間內(nèi)流量變化幅度系指在平均值上、下跳動幅度。若流量差值已符合要求，但流量歷時曲線 呈單一方向持續(xù)下降或上升時，放水試驗時間應(yīng)再延長8小時以上。
[0010] 通過放水試驗的實施，依據(jù)獲取的試驗資料，采用各觀測孔水位降速評價礦井疏 放含水層的儲水性，采用各落程單位涌水量評價疏放含水層的富水性，采用降深與涌水量 比值=J評價疏放含水層的可疏性。
[0011] 該方法不僅可多尺度探查礦井水文地質(zhì)條件，同時也可獲得豐富的試驗數(shù)據(jù)，這 為運用流量-降深相關(guān)曲線法、穩(wěn)定流解析法、非穩(wěn)定流解析法、數(shù)值模擬方法等多種方法 建立礦井涌水量預(yù)測模型，預(yù)測未來開采條件下的礦井涌水量提供了可能，為正確評價礦 井水文地質(zhì)條件提供了保障。
【具體實施方式】
[0012] 在下文中，現(xiàn)在將更充分地描述本發(fā)明，示出了各種實施例。然而，本發(fā)明可以以 許多不同的形式來實施，且不應(yīng)該解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例 使得本公開將是徹底和完全的，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0013] 本發(fā)明將穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流放水試驗相結(jié)合，進行三落程非穩(wěn)定流放水試驗。
[0014] 1、按要求設(shè)置各落程放水量，其中最大放水量和礦井的涌水量之和不能超過礦井 排水能力；
[0015] 2、放水順序應(yīng)先小流量放水，然后逐級增加放水量。放水量宜采用Q3= Q _，Q2 = 2/3Q3, Q1= 1/3Q3，其中Qmax為可能達到的最大放水量；
[0016] 3、在地面和井下同時布置觀測孔，布孔要均勻，尤其要在放水孔附近布置1-2個 測壓孔；
[0017] 4、放水孔流量、地面觀測孔水位、井下測壓孔水壓要同步觀測。觀測頻率可按照 試驗開始后的第 lmin、2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min、lOmin、12min、14min、 16min、18min、20min、25min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、IOOmin、 110min、120min的時間進行測量，此后每隔30min測量一次；
[0018] 5、放水試驗達到穩(wěn)定的判斷標準：①靜止水位和恢復(fù)水位，符合下列條件之一時， 認為達到穩(wěn)定，可進入下一個落程的放水試驗或水位恢復(fù)階段的觀測。a、連續(xù)三小時水位 不變；b、水位呈單向變化時，連續(xù)四小時內(nèi)每小時水位升幅或降幅不超過lcm ;c、水位呈鋸 齒狀變化時，連續(xù)四小時內(nèi)水位升降最大差值不超過5cm ;d、采用壓力表觀測時，連續(xù)八小 時指針不動。達不到上述要求，但總觀測時間如超過72小時，可停止觀測。②流量變化幅 度不大于3%，流量變化幅度=(觀測值與平均值的最大差值/平均值）X100%。穩(wěn)定時 間內(nèi)流量變化幅度系指在平均值上、下跳動幅度。若流量差值已符合要求，但歷時曲線呈單 一方向持續(xù)下降或上升時，放水試驗時間應(yīng)再延長8小時以上。
[0019] 通過放水試驗的實施，依據(jù)獲取的試驗資料，采用各觀測孔水位降速評價礦井疏 放含水層的儲水性，采用各落程單位涌水量評價疏放含水層的富水性，采用降深與涌水量 比值5評價疏放含水層的可疏性。
[0020] 以上所述僅為本發(fā)明的實施例而已，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明可以有各種合 適的更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng) 包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種探查礦井水文地質(zhì)的=落程非穩(wěn)定流放水試驗方法，其特征在于： 所述方法包括如下步驟： (1) 、設(shè)置各落程放水量，其中最大放水量和礦井的涌水量之和不能超過礦井排水能 力； (2) 、放水順序先小流量放水，然后逐級增加放水量； (3) 、在地面和井下同時布置觀測孔，布孔要均勻，在放水孔附近布置1-2個測壓孔； (4) 、放水孔流量、地面觀測孔水位、井下測壓孔水壓同步觀測； 巧）、放水試驗達到穩(wěn)定的判斷標準；①靜止水位和恢復(fù)水位，符合下列條件之一時，認 為達到穩(wěn)定，可進入下一個落程的放水試驗或水位恢復(fù)階段的觀測；a、連續(xù)=小時水位不 變；b、水位呈單向變化時，連續(xù)四小時內(nèi)每小時水位升幅或降幅不超過1cm ;c、水位呈銀齒 狀變化時，連續(xù)四小時內(nèi)水位升降最大差值不超過5cm ;d、采用壓力表觀測時，連續(xù)八小時 指針不動；達不到上述要求，但總觀測時間如超過72小時，可停止觀測；②流量變化幅度不 大于3%，流量變化幅度=(觀測值與平均值的最大差值/平均值）X 100%;穩(wěn)定時間內(nèi)流 量變化幅度系指在平均值上、下跳動幅度；若流量差值已符合要求，但流量歷時曲線呈單一 方向持續(xù)下降或上升時，放水試驗時間應(yīng)再延長8小時W上。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種探查礦井水文地質(zhì)的=落程非穩(wěn)定流放水試驗方法，其特 征在于： 所述步驟（2)中的放水重義用二QniM，二2/%3, Ql二其中Qmm為可能達到 的最大放水量。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種探查礦井水文地質(zhì)的=落程非穩(wěn)定流放水試驗方法， 其特征在于： 步驟（4)中的所述觀測的頻率按照試驗開始后的第lmin、2min、3min、4min、5min、 6min、7min、8min、9min、lOmin、12min、14min、16min、18min、20min、25min、30min、40min、 50min、60min、70min、80min、90min、lOOmin、llOmin、120min 的時間進行測量，此后每隔 30min測量一次。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的一種探查礦井水文地質(zhì)的=落程非穩(wěn)定流放水試驗方法， 其特征在于： 通過放水試驗的實施，依據(jù)獲取的試驗資料，采用各觀測孔水位降速評價礦井疏放含 水層的儲水性，采用各落程單位涌水量評價疏放含水層的富水性，采用降深與涌水量比值 ^0 = 巧價疏放含水層的可疏性。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種探查礦井水文地質(zhì)的三落程非穩(wěn)定流放水試驗方法，本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案如下：將穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流放水試驗相結(jié)合，進行三落程非穩(wěn)定流放水試驗。通過放水試驗的實施，依據(jù)獲取的試驗資料，采用各觀測孔水位降速評價礦井疏放含水層的儲水性，采用各落程單位涌水量評價疏放含水層的富水性，采用降深與涌水量比值評價疏放含水層的可疏性。該方法不僅可多尺度探查礦井水文地質(zhì)條件，同時也可獲得豐富的試驗數(shù)據(jù)，這為運用流量-降深相關(guān)曲線法、穩(wěn)定流解析法、非穩(wěn)定流解析法、數(shù)值模擬法等多種方法建立礦井涌水量預(yù)測模型，預(yù)測未來疏放水條件下的礦井涌水量提供了可能，為正確評價礦井水文地質(zhì)條件提供了保障。
【IPC分類】E21F16-00, G01N33-24
【公開號】CN104597224
【申請?zhí)枴緾N201510042294
【發(fā)明人】潘國營, 武亞遵, 林云, 蔡二貝, 秦永泰
【申請人】河南理工大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月27日