[发明专利]立井井筒通过强含水厚岩层时涌水水害的治理方法

权利要求书

1.一种立井井筒通过强含水厚岩层时涌水水害的治理方法，其特征在于包括：

对立井井筒所要穿过的强富水厚岩层进行可疏性分析，并建立强富水厚岩层渗流场数值模型；以及，依据所获强富水厚岩层渗流场数值模型，选择性的设置与立井配合的疏排水井。

2.根据权利要求1所述立井井筒通过强含水厚岩层时涌水水害的治理方法，其特征在于包括：

(1)对立井井筒所要穿过的强富水厚岩层进行可疏性分析，为建立强富水厚岩层渗流场数值模型提供参数；

(2)依据步骤(1)提供的参数，建立水文地质概念模型，该模型包括立井井筒所要穿过的地下含水系统实际边界性质、内部结构、渗透性能、水力特征和补给排泄条件，并基于水文地质概念模型，对研究区内三维含水层系统进行离散处理及对水文地质条件进行概化，完成强富水厚岩层渗流场数值模型的构建；

(3)依据步骤(2)所获强富水厚岩层渗流场数值模型，考量疏排水效果与排水井数量、布置圈径、初始水头及抽水时间之间的关系，确定施工方案；

(4)根据步骤(3)所获施工方案，进行排水井施工、抽水设备系统安装、降水设备运行与维护，进行抽排水试验，以满足立井井筒的施工进度。

3.根据权利要求2所述立井井筒通过强含水厚岩层时涌水水害的治理方法，其特征在于，步骤(1)中可疏性分析的内容包括：

①目标强含水层特征研究，包括：地下水埋藏深度与赋存条件、含水层的岩性、厚度、岩石成因类型、岩层组合形式及结构、含水空间形态、导水性和富水性；

②目标强含水层的边界条件分析，包括在垂向和水平方向的补给与排泄边界；

③补给、径流、排泄条件分析，包括：含水层的补给与排泄条件受地形、地貌、地质、水文地质条件、季节的影响分析，以及补给强度，径流路径；

④基于目标强含水层的抽水试验，以及区域、井田水文勘探资料，得出目标含水层的水文地质参数、孔隙度、均质特征、地下水流态。

4.根据权利要求2所述立井井筒通过强含水厚岩层时涌水水害的治理方法，其特征在于，步骤(2)包括：

依据渗流的连续性方程和达西定律，结合井筒所处区域地下水系统水文地质条件，给出与水文地质概念模型相对应的三维非稳定流数学模型为：

∂∂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分别是渗透系数在x、y和z方向上的分量(m/d)；

h为点(x，y，z)在t时刻水头值，其计量单位为m；

W为汇源项即单位体积流进或流出的水量，其计量单位为L/d，

S_s为孔隙介质的单位储水系数，其计量单位为1/m，

t为时间，其计量单位为天；

Ω为立体计算域；

S₂为第二类边界；

q为侧向补给量(m³/d)；

n_x为边界S₂的外法线沿x轴方向上的单位矢量；

n_y为边界S₂的外法线沿y轴方向上的单位矢量；

n_z为边界S₂的外法线沿z轴方向上的单位矢量，

其中，式1即为即强富水厚岩层渗流场数值模型。