[發明專利]立井井筒通過強含水厚巖層時涌水水害的治理方法

有效

• 申請號: 201410767679.7
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104533519A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 張詩坤;陳志文;龐廣峰;張家樂;張偉國;徐德金;邵德盛;李金斗
• 申請（專利權）人: 中煤第三建設（集團）有限責任公司三十六工程處
• 主分類號: E21F16/00
• 分類號: E21F16/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種立井井筒通過強含水厚巖層時涌水水害的治理方法，其特征在于包括：

對立井井筒所要穿過的強富水厚巖層進行可疏性分析，并建立強富水厚巖層滲流場數值模型；以及，依據所獲強富水厚巖層滲流場數值模型，選擇性的設置與立井配合的疏排水井。

2.根據權利要求1所述立井井筒通過強含水厚巖層時涌水水害的治理方法，其特征在于包括：

(1)對立井井筒所要穿過的強富水厚巖層進行可疏性分析，為建立強富水厚巖層滲流場數值模型提供參數；

(2)依據步驟(1)提供的參數，建立水文地質概念模型，該模型包括立井井筒所要穿過的地下含水系統實際邊界性質、內部結構、滲透性能、水力特征和補給排泄條件，并基于水文地質概念模型，對研究區內三維含水層系統進行離散處理及對水文地質條件進行概化，完成強富水厚巖層滲流場數值模型的構建；

(3)依據步驟(2)所獲強富水厚巖層滲流場數值模型，考量疏排水效果與排水井數量、布置圈徑、初始水頭及抽水時間之間的關系，確定施工方案；

(4)根據步驟(3)所獲施工方案，進行排水井施工、抽水設備系統安裝、降水設備運行與維護，進行抽排水試驗，以滿足立井井筒的施工進度。

3.根據權利要求2所述立井井筒通過強含水厚巖層時涌水水害的治理方法，其特征在于，步驟(1)中可疏性分析的內容包括：

①目標強含水層特征研究，包括：地下水埋藏深度與賦存條件、含水層的巖性、厚度、巖石成因類型、巖層組合形式及結構、含水空間形態、導水性和富水性；

②目標強含水層的邊界條件分析，包括在垂向和水平方向的補給與排泄邊界；

③補給、徑流、排泄條件分析，包括：含水層的補給與排泄條件受地形、地貌、地質、水文地質條件、季節的影響分析，以及補給強度，徑流路徑；

④基于目標強含水層的抽水試驗，以及區域、井田水文勘探資料，得出目標含水層的水文地質參數、孔隙度、均質特征、地下水流態。

4.根據權利要求2所述立井井筒通過強含水厚巖層時涌水水害的治理方法，其特征在于，步驟(2)包括：

依據滲流的連續性方程和達西定律，結合井筒所處區域地下水系統水文地質條件，給出與水文地質概念模型相對應的三維非穩定流數學模型為：

∂∂x(Kxx∂h∂x)+∂∂y(Kyy∂h∂y)+∂∂z(Kzz∂h∂z)-W=Ss∂h∂t············(x,y,z)∈Ω]]>

Kxx∂h∂nx+Kyy∂h∂ny+Kzz∂h∂nz|S2=q(x,y,z,t)························(x,y,z)∈S2]]>?????(公式1)

h(x,y,z,t)|t=t0=h0(x,y,z)···(x,y,z)∈Ω]]>

式中：K_xx、K_yy、K_zz分別是滲透系數在x、y和z方向上的分量(m/d)；

h為點(x，y，z)在t時刻水頭值，其計量單位為m；

W為匯源項即單位體積流進或流出的水量，其計量單位為L/d，

S_s為孔隙介質的單位儲水系數，其計量單位為1/m，

t為時間，其計量單位為天；

Ω為立體計算域；

S₂為第二類邊界；

q為側向補給量(m³/d)；

n_x為邊界S₂的外法線沿x軸方向上的單位矢量；

n_y為邊界S₂的外法線沿y軸方向上的單位矢量；

n_z為邊界S₂的外法線沿z軸方向上的單位矢量，

其中，式1即為即強富水厚巖層滲流場數值模型。