[发明专利]一种隐伏承压含水层水力联系点的计算方法

摘要

本发明属于矿井防治水突水事故的范畴，具体为一种隐伏承压含水层水力联系点的计算方法。本发明计算方法的步骤是得到各监测孔的水位变化情况，确定流场区域，把流场区域剖分为方形网格，实际监测孔与划分的某节点重合。假设每一个节点都有可能是水力联系点，进行分次计算，将每次观测点的计算水头与实测水头进行比较，并建立优化目标函数式，即观测点水头值与实测水头值的差值达到最小值时，为计算终了时刻判据，从而找到计算区域内潜在的水力联系点。本发明采取了在空间上具备区域性，在时间上具备实时性的隐伏水力联系点计算的新方法，尽早对隐伏水力联系点做出准确的预报，有效的防止矿井突水事故的发生。

主权项

一种隐伏承压含水层水力联系点的计算方法，其特征在于包括以下步骤：(1)确定流场计算区域，根据井田面积和监测孔位置所圈定的区域，选择包含考察区域在内的整个独立流域或可考察的水文地质边界作为流场计算区域边界；(2)根据选择区域内部流场分布特征，将流场计算区域剖分为大小不同的方形网格，网格节点编号为1、2、3.......N，共有N个节点，每个节点作为一个虚拟的水位观测孔，并确保每个实际监测孔，都能与某个特定的虚拟的水位观测孔重合，实际监测孔个数为M≤N，M≥3；(3)以1号节点作为虚拟突水点，即设1号节点水位为奥灰水水位，采用现场测得的岩石渗流系数，利用非稳定二维渗流方程式对整个渗流场的节点水位进行计算，得到假设1号节点为突水点时的其它N‑1个节点的水位；(4)分别计算监测孔观测水位hi0与各自对应重合的虚拟的水位观测孔的计算水位hi1的误差的平方，i为监测孔编号，并将求得的平方求和，得到(5)以2号节点作为虚拟突水点，即设2号节点水位为奥灰水水位，采用现场测得的岩石渗流系数，利用非稳定二维渗流方程式对整个渗流场的节点水位进行计算，得到假设2号节点为突水点时的其它N‑1个节点的水位；(6)再分别计算监测孔观测水位hi0与各自对应重合的虚拟的水位观测孔的计算水位hi2的误差的平方，i为监测孔编号，并将求得的平方求和，得到(7)依次类推，分别以3号节点、4号节点……N号节点为虚拟突水点，即分别设3、4……N号节点的水位为奥灰水水位，采用现场测得的岩石渗流系数，利用非稳定二维渗流方程式对整个渗流场的节点水位计算；并计算监测孔的观测水位hi0与各自对应重合的虚拟的水位观测孔的计算水位hi3、hi4…hiN的误差的平方，并将求得的平方求和，分别得到(8)比较R1(h)、R2(h)，…，RN(h)的大小，找出R＝min(R1......RN)时对应的虚拟突水点，该点即为本方法找出的矿井隐伏的突水点,根据计算结果，得到含水层之间的水力联系点，并进而得到各含水层的水位分布。