[发明专利]矿井涌水量计算方法及装置

权利要求书

1.一种矿井涌水量的计算方法，所述矿井处于以裂隙层和空隙层叠置而成的二元结构体构成的地下水含水系统，其特征在于，所述计算方法包括：

当煤层顶板岩层发生冒裂时，在当前冒裂的重力释水时间段，计算所述二元结构体的释放水量以及地下水含水系统边界过水断面渗入矿井水量之和，作为所述矿井涌水量；

在当前冒裂的重力释水时间段之后，计算所述地下水含水系统边界过水断面渗入矿井水量，作为所述矿井涌水量；

其中，所述二元结构体的释放水量根据二元结构体的弹性释水量在当前冒裂的重力释水时间段的平均流量以及各含水层的重力释水流量之和获得；

所述二元结构体的弹性释水量在当前冒裂的重力释水时间段的平均流量，通过以下方法计算：

计算当前冒裂的空隙层的弹性释水量与当前冒裂的裂隙层的弹性释水量之和，作为当前冒裂的二元结构体的弹性释水量；

计算当前冒裂的二元结构体的重力释水体积量与当前冒裂的二元结构体的重力释水流量的商，作为当前冒裂的重力释水时间段；

计算当前冒裂的二元结构体的弹性释水量与当前冒裂的重力释水时间段的商，作为二元结构体的弹性释水量在当前冒裂的重力释水时间段的平均流量；

所述当前冒裂的二元结构体的重力释水体积量，通过以下公式计算：

其中，Q_j重表示二元结构体的重力释水体积量，M_i表示二元结构体中第i个含水层的厚度，u_i表示二元结构体中第i个含水层的承压水头，N表示二元结构体中含水层的总数，F_j表示第j次冒裂的冒落面积；

所述当前冒裂的二元结构体的重力释水流量，通过以下公式计算：

其中，表示二元结构体的重力释水流量，K_i表示二元结构体中第i个含水层渗透系数。

2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述当前冒裂的空隙层的弹性释水量，通过以下公式计算：

其中，Q_K弹表示第j次冒裂的空隙层的弹性释水量，F_j表示第j次冒裂的冒落面积，n表示空隙层中含水层的总数，H_g表示空隙层中第g个含水层的承压水头，表示空隙层中第g个含水层的贮水系数；

所述当前冒裂的裂隙层的弹性释水量，通过以下公式计算：

其中，Q_l弹表示第j次冒裂的裂隙层的弹性释水量，p表示裂隙层中含水层的总数，H_e表示裂隙层中第e个含水层的承压水头，表示裂隙层中第e个含水层的贮水系数。

3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述地下水含水系统边界过水断面渗入矿井水量通过以下公式计算：

其中，Q_j外表示地下水含水系统边界过水断面渗入矿井水量，J_ja表示特定断面的渗流综合水力坡度，F_ja表示所述特定断面的综合面积，J_jb表示推进方向前方断面的渗流综合水力坡度，F_jb表示推进方向前方断面的综合面积，K_i表示二元结构体中第i个含水层渗透系数，N表示二元结构体中含水层的总数，所述特定断面包括平行工作面推进方向断面和工作面推进方向后方断面。

4.根据权利要求3所述的计算方法，其特征在于，所述特定断面的渗流综合水力坡度通过以下公式计算：

所述推进方向前方断面的渗流综合水力坡度通过以下公式计算：

其中，H_1，i表示二元结构体中第i层含水层的初始水位，M_i表示二元结构体中第i层含水层的厚度，L_i表示二元结构体中第i层含水层边界过水断面距水位降深为零处的距离，A_j表示总共j次冒裂边界过水断面的累计宽度。