傾斜鉆孔井流計算方法及其在井下疏放水工程中的應用.pdf

1、煤礦頂板水害是煤礦建設與生產(chǎn)中的主要災害之一，頻發(fā)的煤礦頂板突水造成了極為慘重的人身傷亡和經(jīng)濟損失，已成為制約煤礦安全生產(chǎn)的瓶頸。為預防和減輕這一災害的發(fā)生，煤礦水害預測、水害治理等技術得到了廣泛的發(fā)展。其中，傾斜鉆孔疏放水技術因其施工難度低、疏放效率高，已作為一項成熟的煤礦水害防治技術，在煤礦防治水領域特別是在煤礦頂板水害防治中得到了廣泛的應用。明確傾斜鉆孔疏放水井流的計算方法將為準確預測傾斜鉆孔疏放水量與疏放水時間、控制疏放水降深提

2、供科學依據(jù)，對防治煤礦頂板水害具有重要意義。然而，已有的井流計算方法在傾斜鉆孔井流計算中還存在諸多不足，尚缺乏對傾斜鉆孔疏放水井流計算方法的精確研究。
　　本篇論文以傾斜鉆孔在水平承壓含水層中疏放水為對象，開展了其井流計算方法的研究，主要內(nèi)容包括：
　　1.以空間點源理論為基礎，運用反映法推導了均質(zhì)各向異性無限水平承壓含水層中非完整傾斜鉆孔的井流計算方程。在同時具有多個傾斜鉆孔疏放水的情況下，推導了傾斜鉆孔多孔疊加的疏放水井

3、流計算方法。此外，基于承壓含水層頂板為定水頭邊界的條件，推導了頂板為定水頭邊界條件下均質(zhì)各向異性無限水平承壓含水層中非完整傾斜鉆孔的井流計算方程。
　　2.在空間三維坐標系下，選擇特定水文地質(zhì)參數(shù)、鉆孔參數(shù)、時間及水量參數(shù)，通過編制MATLAB程序，采用數(shù)值方法求解了傾斜鉆孔井流方程，并對方程中各個參數(shù)進行了討論。
　　3.推導了適用于計算傾斜鉆孔砂槽實驗的矩形隔水邊界傾斜鉆孔井流計算方程，以該計算方程為基礎，計算了砂槽內(nèi)傾

4、斜鉆孔疏放水時疏放水的流量與砂槽內(nèi)各點的降深，并將解析計算結(jié)果與室內(nèi)實驗數(shù)據(jù)進行了對比，驗證了矩形隔水邊界傾斜鉆孔井流計算方程是合理實用的。
　　4.獲取煤層頂板含水層水文地質(zhì)參數(shù)是預測傾斜鉆孔疏放水井流的基礎。本論文以納林河二號煤礦工作面為實例，以距離其首采面較近的煤倉施工的傾斜鉆孔單孔疏放水試驗數(shù)據(jù)為基礎，結(jié)合無限水平承壓含水層中非完整傾斜鉆孔井流計算方程，應用已求取的傾斜鉆孔單孔放水試驗解析解進行計算，并將計算結(jié)果與單孔放水

5、試驗實測數(shù)據(jù)進行擬合，分析并討論了降深隨時間的變化趨勢，從而驗證了試驗選取參數(shù)的正確性，同時也說明了無限水平承壓含水層中非完整傾斜鉆孔單孔井流計算方程的適用性。
　　5.應用傾斜鉆孔多孔疊加疏放水井流計算方程計算了納林河二號首采工作面頂板含水層疏放水時的地下水動態(tài)，驗證了無限水平承壓含水層中非完整傾斜鉆孔多孔疊加井流計算方程的適用性。
　　綜上，本論文推導了傾斜鉆孔井流計算方程；形成了一套分析、模擬、預測煤礦井下頂板傾斜鉆孔