[发明专利]一种矿井涌水量计算方法

权利要求书

1.一种矿井涌水量计算方法，其特征在于，包括：

计算单次冒裂二元结构体的自身含水释放量和所述冒裂二元体结构外侧释水断面的弹性释水量；

随着工作面随时间不断推进，计算每次顶板冒裂各释水断面持续释水时间及涌水量；

计算不断推进迭代过程中当前冒裂形成的冒裂二元结构体的自身含水释放量和所述冒裂二元体结构外侧释水断面的弹性释水量；

将当前冒裂形成的冒裂二元结构体的自身含水释放量和所述冒裂二元体结构外侧释水断面的弹性释水量叠加得到当前冒裂的矿井涌水量。

2.根据权利要求1所述的矿井涌水量计算方法，其特征在于，所述随着工作面随时间不断推进，计算每次顶板冒裂各释水断面持续释水时间及涌水量包括：

计算每次冒裂各释水断面的单宽流量和各释水断面的持续释水时间；

根据每次冒裂各释水断面的单宽流量和各释水断面的持续释水时间，计算每次顶板冒裂各释水断面的涌水量。

3.根据权利要求2所述的矿井涌水量计算方法，其特征在于，所述计算每次冒裂各释水断面的单宽流量包括：

所述冒裂二元体结构外侧释水断面影响区域地下水向矿井运动为一维非稳定流，能够用非稳定流定降深沟流方程描述：

求解上列方程，得降深方程：

S＝S_定D_s(u)；

式中，D_s(u)称为定降深沟流降深函数；

根据达西定律，计算边界过水断面外侧任意距离x处在时间t时刻的单宽流量：

则边界过水断面处单宽流量q(t)为：

对于单一承压含水层，其释水断面单宽流量为：

4.根据权利要求3所述的矿井涌水量计算方法，其特征在于，所述计算每次冒裂各释水断面的持续释水时间包括：

每次顶板冒裂各释水断面持续释水时间可由下式获得：

t_y＝(d-j)t_z+t_d；

其中，同一工作面顶板冒裂破断距为定值，在工作面正常推进中，顶板冒裂破断时间间隔视为常数，用t_z表示，d表示冒裂总次数，j表示冒裂序数，t_d表示第d次冒裂形成的释水断面释水延续时间，0＜t_d≤t_z，若d次冒裂后工作面推进减缓或停采，则，t_d＞t_z。

5.根据权利要求4所述的矿井涌水量计算方法，其特征在于，

所述冒裂二元体结构外侧释水断面包括沿平行、垂直工作面推进方向分别为a_j、b_j断面，a_j、b_j断面的宽度分别为a、b，其中，j为随着工作推进的第j次冒裂。

6.根据权利要求5所述的矿井涌水量计算方法，其特征在于，通过如下方式计算每次冒裂a断面的涌水量：

a断面单一承压含水层释水流量可用下式计算：

S_a定＝H₀；

式中，H₀为初始水头，a为a断面宽度，m，则a断面的所有承压含水层的释水总流量为：

式中：S_aji定为第j次冒裂a断面第i承压含水层定降深，m；T_i为第i承压含水层导水系数，l²t^-1；u_i^※为第i承压含水层贮水系数。