矿井水文检测方法ppt课件.ppt

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1、矿山地质学宁超资源环境学院第七章矿井水文地质第一节地下水的基本知识第二节矿井充水条件第三节矿井水文地质的观测与预测第四节矿井水的防治一、自然界中水的循环自然界中水的组成:海水(咸水),淡水(冰川、河湖和地下水)。自然界中大气水、地表水和地下水是统一水体,它们之间存在着内在联系和不断相互转化的循环过程。水循环水通过水圈、大气圈、岩石圈和生物圈处于连续不断地循环运动的过程,称为水循环。水循环包括内陆循环、海陆循环、海洋循环。第一节地下水的基本知识水的循环示意图第一节地下水的基本知识水的循环示意图第一节地下水的

2、基本知识水循环意义a.使大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间不断地进行着能量交换和物质迁移。b.使大气降水、地表水、地下水、土壤水之间相互转化,使水资源形成不断更新的统一系统。二、地下水地下水是指埋藏在地表以下,储存在岩石空隙中的水。他主要以气态水、吸着水、薄膜水、毛细水和重力水几种形式存在于岩石中。对煤矿生产安全造成影响的是重力水。第一节地下水的基本知识三、含水层与隔水层1.含水层(带)地下岩层空隙中,储存有在重力作用下可以自由流动的水,称含水层(带)。连通的空隙、隔水地质条件和补给水源。2.隔水层(带)有

3、些岩层的空隙不发育,不透水。含水层与隔水层在空间上是互为依赖,相伴共存,从而构成含水地质结构,因为有不透水的隔水界面,含水层才能赋存地下水。第一节地下水的基本知识四、地下水的分类(一)按地下水的埋藏条件分类1.上层滞水是指埋藏在离地表不深的饱气带中局部隔水层上的重力水,储量小。第一节地下水的基本知识2.潜水是位于第一个稳定隔水层以上,且具有自由水面的重力水。其水面是起伏不平的面,称为潜水面。潜水主要由大气降水和地表水补给。多数情况下,补给区与分布区一致。所以潜水的埋藏深度及含水层厚度经常是变化的,而且变化

4、范围较大,其中以气候、地形的影响最为显著。对采矿工作来说,潜水对建井及露天开采的影响较大,对地下开采影响较小。第一节地下水的基本知识潜水的特征:A)潜水直接接受大气降水和比它水位高的地表水的渗入补给;B)潜水面不承受静水压力;C)在重力作用下,由高向底流动,称潜水流;D)潜水的埋深因地而异,与水位、水量变化有关。第一节地下水的基本知识2.潜水面的形状潜水在重力作用下发生流动,其结果使潜水面具有一定的坡度,形成了不同形状的潜水面。潜水面的坡度变化很大,一般情况下与地形变化一致。但潜水面的坡度一般总小于地面坡

5、度。如果潜水面是倾斜的,潜水就发生流动,称为潜水流(图13-4a);当潜水面呈水平时,潜水处于静止状态,称为潜水湖(图13-4b)。潜水面的形状可用潜水等水位线图来表示。潜水等水位线图,是根据潜水面上各点标高编制而成的等值线图。由于潜水面是随时间变化的,所以在编制等水位线图时,必须利用同一时间测量的水位资料。在一个地区,最好能分别编制潜水高水位时期和低水位时期两张等水位线图。根据等水位线图可解决下列问题:(1)确定潜水流向地下水流向为垂直等水位线的方向,由高水位流向低水位(图13-5)。(2)确定潜水的水

6、力坡度即潜水面的平均水力坡度。它是沿水流方向某线段上潜水为的高差与该段水平距离的比值。如图13-5中,AB线段内潜水面的平均水力坡度I为I=104-100/1100=0.0036必须指出,AB之间的水流所流经的长度,并不等于AB的水平距离,而是AB的斜距。只有AB的水平距离和斜距夹角无限小时,其水平距离和斜距才能趋于相等。自然界潜水面的坡度通常很小,一般可忽略误差,故常利用水流的流距来求水力坡度;如果在坡度陡峻的山区,其误差不可忽略。(3)确定潜水与地表水间的关系在河流附近编制水位线图时,可根据河水和潜水

7、流向确定其补给关系。(4)确定潜水埋藏深度将地形等高线和等水位线绘于同一张图纸上,等水位线与地形等高线相交的点,两者高度之差即为该点潜水的埋藏深度。(5)确定引水和排水工程如水井应布置在地下水流汇聚的地方;排水沟(截水沟)应布置在垂直水流的方向上。第一节地下水的基本知识3.承压水(自流水)是埋藏在两个隔水层之间的透水层中的地下水,其运动受上下隔水层的约束和水压的作用,通常是从补给区流向排泄区。第一节地下水的基本知识承压水的特征:A)承压水具有静水压力;B)以侧向补给位主,因此补给区与分布区不一致;C)承压

8、水迳流严格受隔水层控制,其埋藏分布主要取决于地质构造;D)承压水的动态受降水、蒸发、水文等因素影响,但不如潜水显著,水位变化幅度小,一般有滞后性;F)由于有连续的隔水层的覆盖,承压水不易污染第一节地下水的基本知识第一节地下水的基本知识在承压水区,当断裂或人工打井穿过其上面的隔水层时,承压水即可上涌,如出水口低于水源区,就会出现自流井(泉)。第一节地下水的基本知识(二)按含水层空隙性质分类1.孔隙水是指存在于疏松岩层的孔隙中的水

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