專利名稱：一種礦井水文地質(zhì)條件的探測方法
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)和地下水動力學(xué)，利用定流量放水過程獲得的基礎(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)方法存在以下幾個問題:1)放水量有變化，參數(shù)求取誤差大；2)放水過程中，放水孔中含水層水位降深參數(shù)無法求得；3)放水過程中，可獲得放水量和水壓力參數(shù)，但無法求得滲透系數(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)過程求參數(shù)時，試驗(yàn)時間長。

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)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。一種礦井水文地質(zhì)條件的探測方法，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波動幅度小于3%，其中Qq/3 ^ Q1 ^ Q0/2 ；步驟四:保持放水量Q1 —定時間后停止放水試驗(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及過程中的水頭總損失h，進(jìn)而求得任意時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，求出放水過程中含水層任意時刻的水位降深，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波動幅度小于3%，其中Qq/3 ≤ Q1≤ Q0/2 ； 步驟四:保持放水量Q1 —定時間后停止放水試驗(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及過程中的水 頭總損失h，進(jìn)而求得任意時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)條件的探測方法，其特征在于，所述單位涌水量參數(shù)q時的孔內(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)條件的探測方法，其特征在于，所述含水層富水性劃分等級為: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)明公開了一種礦井水文地質(zhì)條件的探測方法，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)明簡單易實(shí)施；試驗(yàn)時間短，費(fèi)用低；求取參數(shù)多，誤差小；可針對一個點(diǎn)試驗(yàn)，實(shí)用價值高。
文檔編號G01N15/08GK103163056SQ20131008492
公開日2013年6月19日 申請日期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 申請人:陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司