[发明专利]利用动态流量数据快速预测最大涌水量的方法

说明书

本发明提供一种利用动态流量数据快速预测最大涌水量的方法，能够快速、精准的计算最大涌水量。本发明是按照下述方式进行的：(1)获取基本技术参数；(2)待泵路系统稳定之后，在多个t_i时间点，测量泵路系统出水口的即时流量Q_bi和累计总出水量Q_bzi；(3)得到即时流量Q_bi，求出在同一时间点上的L_i＝Y‑Q_bi²/(2gS_b²)；求出当前时间段内矿坑的平均涌水量Q_yji＝(ΔQb_zi—ΔL_i×S_j)/Δt_i，动态水位与静态稳定水位的差值h_i＝L_i‑L，对应于段平均涌水量的水头降深值h_ii＝(h_i^1/2β+h_(i‑1)^1/2(1‑β))²，则最大涌水量Q＝Q_yji(H/h_ii)^1/2。

技术领域

本发明涉及井巷、水文、水利工程施工领域，具体涉及一种预测最大涌水量的方法。

背景技术

在开拓井巷工程施工过程中，遇到大量涌水、突水事件，选择排水设备时，需要预测最大涌水量问题；资源勘查中的水文孔、水利施工成井后均需要涌水量预测。预测(最大)涌水量的传统方法有多种，但大多需要复杂的水文地质参数和繁琐的操作流程，就拿最简单的“Q-S”法来说也需要做三次大降深抽水试验，整个过程需要5-7天，需用时间比较长。

《金属矿山》2009年第7期P₇₇～P₇₈页本发明人公开了矿坑最大涌水量计算公式，Q＝q(H/h)^1/2，Q为矿坑最大涌水量，q为抽水试验确定的在对应动态稳定水位线上的排出水量，其中H为矿坑静态稳定水位与出水点下缘间的高差，h为动态稳定水位与静态稳定水位间的高差。对于一个稳定流的井巷工程而言，H是已知的，对应于H深度的最大涌水量Q可视为不变的，在H的范围内由h和q的变化而形成的抛物线的形状也是一定的，只要求得任何一点q和h，就可以求得Q值。

显然，上述方法至少需要做一次大降深的抽水实验，也就是说至少需要获得一个动态稳定水位的观测数据(q、h)，至少需耗时十几至几十小时。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种利用动态流量数据快速预测最大涌水量的方法，能够快速、精准的计算最大涌水量或指定深度上的涌水量。

本发明的技术方案是这样实现的：

(1)获取基本技术参数：泵路系统出水口最小的断面积S_b，水泵的扬程数Y，被测矿坑或水井容水段的水平断面积S_j，静态稳定水位与泵路系统出水口的竖直高度L，井下涌水口下缘与静态稳定水位之间的竖直高差H；

(2)待泵路系统稳定之后，在多个t_i时间点，测量泵路系统出水口的即时流量Q_bi和累计总出水量Q_bzi；

(3)将Y、S_b、Q_bi带入下述公式进而得到t_i时间点上的L_i

L_i＝Y-Q_bi²/(2gS_b²)

其中，L_i为泵路系统出水口与动态水位间的竖直距离；