主要建筑物包括地下厂房、主变室、引水隧洞、尾水隧洞等。其中地下厂房采用一厂3机，尾部式布置方案；引水、尾水隧洞布置1条，为一洞3机方案；单机容量为200MW，电站装机容量为600MW。因工程区内花岗岩与含砾砂岩均无岩体蚀变现象，在雄厚的山体内布置地下厂房，总体成洞条件较好，地下厂房位置的选择主要是选择地质条件相对较好的位置。......
2023-06-28
矿山水文地质资料分析：比拟法原理和应用条件
【摘要】：11.6.3.2 相关比拟法1.原理和应用条件相关分析在于能从大量的矿山水文地质资料中找出涌水量与影响因素之间的相互关系,从而建立简单易行的比拟公式。
11.6.3.1 水文地质比拟法
1.原理和应用条件
采用水文地质条件相似矿区资料,作为勘探矿区涌水量预测的依据,可以获得一定的结果。但是,水文地质条件完全相似的矿区是少见的,加上生产条件的差异,该方法只是一种近似的计算方法。
2.计算方法
水文地质比拟法,一般是在整理生产矿井排水资料的基础上,求得某些真实的矿山水文地质指标的算术平均值,作为计算的依据,如富水系数、单位涌水量等。现简述如下:
(1)富水系数比拟法。是根据矿坑涌水量随开采量的增长而增大的规律建立的。富水系数通常是指一定时期内从矿山排出的总水量(Q0)与同时期内的开采量(P0)之比,以Kp表示:
预测时,将生产矿山的Kp值乘同时期新矿山的设计开采量P,即得新矿山设计开采时的涌水量(Q):
不同矿山的富水系数值变化范围很大,小者可以接近零,大者可达几百,富水系数不仅取决于矿区的自然条件,并且与开采条件有关,在高速开掘的矿山中,Kp值可以显著变小,故用此法时,还要充分考虑生产条件。
(2)单位涌水量比拟法。疏干面积(F0)和水位降深(S0)通常是矿山涌水量(Q0)增大的两个主要因素。根据相似矿山有关资料求得的单位涌水量平均值(q0),常作为计算新矿山在某个F和S条件下的涌水量Q的依据。单位涌水量(q0)的计算公式,是根据两种典型条件建立的。
当地下水符合层流规律时,以裘布依公式的形式表示:
其比拟公式为: 
当地下水处于紊流状态时,以哲才-克拉斯诺泼里斯基公式的形式表示:
其比拟公式为: 
预测时,根据地质剖面的岩性特征或经验选择公式。由于式(11-17)和式(11-19)中涌水量与水位降深呈直线关系,涌水量与开采面积成正比关系,故往往得出偏大的结果。
(3)函数关系比拟法。为了克服上述比拟法的种种缺点,近年来,中国许多矿区,根据矿坑涌水量随生产条件变化的实际增长规律,建立相应的函数关系,作为比拟的依据。其方法的实质与涌水量曲线方程法无异。
11.6.3.2 相关比拟法
1.原理和应用条件
相关分析在于能从大量的矿山水文地质资料中找出涌水量与影响因素之间的相互关系,从而建立简单易行的比拟公式。根据经验,在矿坑涌水预测中,多元复相关计算远比相关计算效果明显。
2.计算方法及实例
(1)利用抽水资料的外推计算。通常在勘探阶段,利用群孔抽水试验的成果,通过数理统计的方法,建立涌水量(Q)与降深(S)和井径(r)的回归方程,即可用于推算未来开采水平(或开采地段)的涌水量[5]。
如广东沙洋矿通过在勘探阶段设计相距6m的两个抽水孔和十余个不同距离的观测孔组成的群孔抽水试验,取得了复相关计算所需的涌水量Q与井径r(将距抽水孔不同距离观测孔的位置概化为疏干状态下的坑道系统不同面积的作用半径)、水位降深S(即不同作用半径的水位降,以模拟疏干水位降深)有关资料,通过求参建立了复相关幂函数预测方程(表11-11):
表11-11 广东沙洋矿涌水量相关计算表(据 梅国培,1979)
其复相关系数达0.9468,完全可用于未来矿山各设计水平与面积的矿坑涌水量预测。经实际排水资料检验,预测量偏小(38%～56%),这主要与开采导致大量地面岩溶塌陷有关。
(2)利用矿山资料的比拟计算。利用相关分析的比拟计算,可以充分考虑矿坑涌水量的增长和各生产因素之间的相互关系,并根据其密切程度建立涌水量方程,可以提高涌水量预测的精度[5]。
在苏联顿巴斯煤矿的某些涌水量预测中,在30个矿井中建立了320个观测点,获得了涌水量(Q0)与各生产因素(包括矿产量P0、开采深度H0、开采面积F0、生产时间T0等)之间的相关关系及其密切程度,见表11-12。
表11-12 苏联顿巴斯煤矿涌水量预测复相关计算表(据 房佩贤等,1987)
根据判别得知,生产时间T0对的影响不大(相关系数为0.175)。用多元复相关计算,求得四元复相关曲线回归方程为:
其复相关系数r0=0.706。在此基础上建立了比拟公式:
预测结果与传统的单位涌水量法相比,使误差减少1.4倍(式中P、H、F为设计值)。
在此应当指出,使用相关比拟法时,应重视原始数据的选择,要求参数与相关计算的原始数据,必须具备以下几点:①一致性,要求与预测时的条件一致;②独立性,所有原始数据应当互不影响,或者影响甚微,能真实反映涌水量与影响因素的关系;③代表性,原始数据系列时间越长,其代表性越好,越短,则越差。
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