DZ/T 0342-2020《矿坑涌水量预测计算规程》是中华人民共和国地质矿产行业标准,由自然资源部2020年4月30日发布实施。
本规程规定了固体矿产矿坑涌水量预测计算的基本原则和基本要求、条件和程序,井工矿、露天矿矿坑涌水量预测计算,预测计算结果的应用等,适用于矿产地质勘查及矿山生产阶段矿坑涌水量预测计算。矿坑涌水量预测是矿山设计和防治水工作的基础:涌水量预测决定矿井排水系统规模、防水煤柱留设、开采方案选择和安全生产条件,预测偏差过大会导致排水能力不足(淹井风险)或投资浪费。
规程系统规定了六种预测计算方法:
水文地质比拟法。 根据生产矿山(或条件相似矿山)的实际涌水量资料,按相似条件比拟预测新设计矿山的涌水量(附录A给出常用计算公式)。适用于水文地质条件与已生产矿山相似的矿山。
涌水量-降深曲线法。 根据抽(放)水试验资料建立涌水量与降深的关系曲线(涌水量-降深曲线),外推预测设计降深下的涌水量(附录B给出常用计算公式)。适用于已有抽水试验资料的矿山。
相关分析法。 根据矿山历次抽(放)水试验资料,推断Q是r和s的非线性增函数,建立回归方程Q=ar(附录C),用最小二乘法一元回归分析确定参数,以相关系数R表示三个变量线性关系的密切程度(R越接近1相关程度越高,一般要求R>0.7)。适用于抽水试验资料较多、变量间存在相关关系的矿山。
水均衡法。 根据矿山开采疏干条件下地下水补给、排泄的均衡关系预测涌水量(附录D给出常用计算公式)。适用于水文地质边界清晰、均衡要素可确定的矿区。
解析法。 建立地下水渗流的解析模型(稳定流/非稳定流公式,如裘布依公式、泰斯公式等)计算涌水量(附录E给出模型建立及常用计算公式)。适用于水文地质条件较简单、边界规则可概化的矿区。
数值法。 建立地下水数值模拟模型(有限差分/有限元)模拟矿山开采条件下的涌水量(附录F给出数值模拟及计算公式,参考MT/T 778《数值法预测矿井涌水量技术规范》)。适用于水文地质条件复杂、边界不规则、需要精细模拟的矿区。
规程规定露天矿矿坑涌水量预测计算包括三部分:露天采坑地下水涌水量计算(采坑疏干条件下地下水向采坑的渗流量)、地表水汇入采坑水量计算(大气降雨形成的地表径流汇入采坑的水量)和降水渗入采坑水量计算(降雨直接降入采坑的水量),附录G给出露天矿矿坑涌水量计算公式。
"多种方法并存、按条件选用"的预测方法论。 规程给出的六种方法各有适用条件:比拟法(有相似矿山资料)、曲线法(有抽水试验)、相关分析(有试验且变量相关)、水均衡(边界清晰可算均衡)、解析法(边界规则可概化)、数值法(条件复杂需精细模拟)。方法选择取决于资料占有程度和水文地质条件的可概化程度——预测方法的科学性不在于方法本身先进,而在于方法与条件的匹配。
"正常涌水量+最大涌水量"双值预测。 矿坑涌水量预测同时给出正常涌水量(排水系统正常运行的设计依据)和最大涌水量(排水系统容量、防水措施的设计依据)——排水系统按最大涌水量校核、按正常涌水量运行,两者缺一不可,这是矿山防治水设计的基本要求。
相关分析法的应用要点。 相关分析法把涌水量Q与降深s、开采半径(观测孔至矿坑中心距离)r建立回归关系,用最小二乘法确定参数,要求相关系数R>0.7(R越接近1、回归规律性越强)。实际应用中,相关分析的样本数量和代表性决定回归方程的可靠性——抽水试验资料的丰富程度是关键。
解析法到数值法的演进。 早期涌水量预测以解析法为主(稳定流、非稳定流公式,适用简单边界),复杂矿区逐步转向数值模拟(考虑实际水文地质边界、非均质含水层、开采疏干过程)。规程把两种方法并列给出,反映"解析法打底、数值法精细"的行业实践。
本规程适用于矿山地质勘查单位的水文地质人员、矿山设计单位的水文地质与采矿设计人员,矿山企业的防治水工程技术人员,自然资源主管部门的矿产资源储量评审人员,矿区水文地质调查评价项目的技术人员,以及高校水文地质、采矿工程专业师生。
本文提供DZ/T 0342-2020《矿坑涌水量预测计算规程》地质矿产行业标准全文PDF下载,获取后可用于学习、研究和工作参考。
