专利名称：一种矿井水文地质条件的探测方法
技术领域：
本发明属于矿井水文地质领域，涉及一种基于水力学和地下水动力学，利用定流量放水过程获得的基础数据求取含水层水文参数的矿井水文地质条件的探测方法，进而指导矿井水害防治工作，特别适用于井下独孔放水试验求取承压水含水层渗透系数和单位涌水量参数。
背景技术：
放水试验是矿井水文地质工作中查明承压含水层渗透性和富水性的一种试验方法，但目前放水试验方法存在以下几个问题:1)放水量有变化，参数求取误差大；2)放水过程中，放水孔中含水层水位降深参数无法求得；3)放水过程中，可获得放水量和水压力参数，但无法求得渗透系数和单位涌水量参数；4)群孔放水试验无法获得单一工作面、单一位置的水文参数；5)使用放水试验恢复过程求参数时，试验时间长。
发明内容
本发明的目的是提供一种矿井水文地质条件的探测方法，该方法参数求取误差小，可方便求得放水孔中含水层水位降深参数、渗透系数和单位涌水量参数以及单一工作面、单一位置的水文参数，进而指导矿井水害防治工作。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。一种矿井水文地质条件的探测方法，包括下述步骤:步骤一:按照求取单位涌水量参数q的孔内径要求进行放水孔施工，依据钻孔柱状图获取放水目标含水层厚度M ；步骤二:依据现场放水孔施工获得钻孔中原始水压力Ptl、最大放水量Qtl ；步骤三:保持放水量Q1波动幅度小于3%，其中Qq/3 ^ Q1 ^ Q0/2 ；步骤四:保持放水量Q1 —定时间后停止放水试验，得钻孔中压力稳定值P1 ；步骤五:依据水力学中伯努利方程，计算出放水量保持在Q1的情况下，水压力下降值Λ P则转换成放水量Q1及过程中的水头总损失h，进而求得任意时刻放水孔中含水层的水压力，其中，稳定后放水孔中含水层的水压力为P1+ Δ P ;水压力下降值Λ P按照下式计算:ΔΡ = 0.75(-^)2 P；(2)
A式中，P为水的密度，A为放水孔内截面积；步骤六:由放水孔中含水层的水压力和原始水压力，求出放水过程中含水层任意时刻的水位降深，其中放水稳定后的放水孔中含水层水位降深为S:
/.)) — (/.; + AP)/ α、S= 0 y 1---(3)
Pg式中，g为重力加速度；
步骤七:依据地下水动力学中裘布依公式求出渗透系数K:
权利要求
1.一种矿井水文地质条件的探测方法，其特征在于，包括下述步骤: 步骤一:按照求取单位涌水量参数q的孔内径要求进行放水孔施工，依据钻孔柱状图犾取放水目标含水层厚度M ； 步骤二:依据现场放水孔施工获得钻孔中原始水压力Ptl、最大放水量Qtl ； 步骤三:保持放水量Q1波动幅度小于3%，其中Qq/3 ≤ Q1≤ Q0/2 ； 步骤四:保持放水量Q1 —定时间后停止放水试验，得钻孔中压力稳定值P1 ； 步骤五:依据水力学中伯努利方程，计算出放水量保持在Q1的情况下，水压力下降值Δ P则转换成放水量Q1及过程中的水 头总损失h，进而求得任意时刻放水钻孔中含水层的水压力，其中，稳定后放水孔中含水层的水压力为P1+ Δ P ;水压力下降值Λ P按照下式计算:
2.根据权利要求1所述的矿井水文地质条件的探测方法，其特征在于，所述单位涌水量参数q时的孔内径要求为91 108mm。
3.根据权利要求1所述的矿井水文地质条件的探测方法，其特征在于，所述步骤五中，水力学中伯努利方程为
4.根据权利要求1所述的矿井水文地质条件的探测方法，其特征在于，所述含水层富水性划分等级为:q < 0.1L/ (s.m)为含水层富水性弱；0.1L/ (s.m) < q ^ IL/ (s.m)为含水层富水性中等；1L/ (s -m) < 5L/ (s -m)为含水层富水性强；5L/ (s -m) < q为含水层富水 性极强。
全文摘要
本发明公开了一种矿井水文地质条件的探测方法，包括1)按照要求进行放水孔施工；2)得到钻孔中原始水压力P0、最大放水量Q0；3)保持放水量Q1幅度；4)停止放水，得钻孔柱压力稳定值P1；5)计算水头总损失h，进而求得水压力下降值△P；6)求出水位降深为S；7)求出渗透系数K；8)重复步骤2)～6)，分别选取不同的放水量Q1、Q2、Q3…Qn对应求得不同的含水层降深S1、S2、S3…Sn，绘制Q～S曲线；求得放水量Q，并换算钻孔内径91mm的放水量Q91，进而求得钻孔单位涌水量q9)根据钻孔单位涌水量q，按照既定的含水层富水性等级划分标准，确定含水层的水文地质条件，采取相应的承压水害治理。本发明简单易实施；试验时间短，费用低；求取参数多，误差小；可针对一个点试验，实用价值高。
文档编号G01N15/08GK103163056SQ20131008492
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者李涛, 王苏健, 邓增社, 高颖 申请人:陕西煤业化工技术研究院有限责任公司