水文模型大总结

第一篇：水文模型大总结

水文模型

来源：科学网博客 作者：陈昌春

水文模型在气候变化与水资源问题日益引起关注的当代具有丰富的应用前景。现对水文模型作一些介绍。

目前堪称水文模型龙头老大的开放兼开源软件是SWAT（行业老大的SHE水文模型集群是商业软件，与ARCGIS在地理信息领域的地位相似），它在水文模拟、环境模拟、气候模拟领域已经大显身手，国内最近出版了SWAT模型从使用方法到理论文件的译作三大册。《中国气象报》甚至用《ＳＷＡＴ模型：让水资源评估“技高一筹”》进行了专题报道。

现提供一位国内网友http://swatmodel.blog.sohu.com/关于SWAT从安装到使用的服务一条龙的综合页面。

在当今的水文模型搜索与介绍网站中，堪称水文模型、地表模型（地貌过程等）、海岸模型等地学模型世界第一门户的http://csdms.colorado.edu/wiki/Model_download_portal网站中的模型总数已达166个，提供源程序下载链接或者内容介绍，堪称地学模型超级仓库。就国内而言，尽管研发的水文模型数量已不在少数，但多羞羞答答、不愿公开程序，总体而言未成气候。寒旱所建设的冰雪冻土环境本底与可持续发展专题数据库提供了部分国外水文模型的下载，可称水文模型小型展览馆http:///modelList.jsp

下面介绍一些常见的水文模型：

BASINS流域模型系统——水文模型大套餐

官方下载网址http://water.epa.gov/scitech/datait/models/basins/index.cfm 美国环保署的BASINS流域模型整合了HSPF、SWAT、PLOAD、AGWA等水文模型，在非点源污染等领域有广泛的应用。国内已出版《流域水文水质模拟软件HSPF应用指南》。

SWIM水文模型（德国）官方

下

载

网

址

：http://www.xiexiebang.com)SIRMODII

Soil-Plant-Air-Water System(SPAW)

Hydrograph Simulation Model(SYN-HYD)Utah Energy Balance Snowmelt Model(UEB)

Hydrological Model and Forecasting System(WATFLOOD)Watershed Bounded Network Simulation Model(WBNM)

Mathematical Model for Rainfall-Runoff Transformation(WISTOO)

Environmental Models

Agricultural Non-Point Source Pollution Models(AGNPS 98)

Areal Nonpoint Source Watershed Environmental Simulation(ANSWERS)Continuous Annual Simulation Model(CALSIM)

Erosion Productivity-Impact Calculator/ Environmental Policy Integrated Climate(EPIC)

Hydrologic Simulation Program-Fortran(HSPF)LOAD ESTimator(LOADEST)

One-dimensional Transport with EQuilibrium chemistry(OTEQ)Illinois Least-Cost Sewer System Design Model(ILSD)Illinois Urban Storm Runoff Model(IUSR)Water Quality/Solute Transport(OTIS)Soil Water Assessment Tool(SWAT)

Large Scale Catchment Model, formerly CALSIM(WRIMS)

Monthly Water Balance Models

Two-Parameter Water Balance Model(TPWBM)TruckeeInformation about the availability of electronic and(or)print versions of USGS reports and documentation not included with the software distributions.

第二篇：模型总结

动态吸附处理模型

1、Thomas模型

Thomas模型是由Thomas于1944年提出的研究柱状吸附床的吸附动力学模型, 它是在Langmui:动力学方程的基础，假设没有轴向扩散的基础上得出的理想化模型，用它可估计吸附质的平衡吸附量和吸附速率常数,式(1)是其指数表达式,式(2)是其对数表达式。

式中,Ct是时间t时流出液的质量浓度(mg/L);C0是进口液质量浓度(mg/L);KTh是速率常数(10-3L/(min·mg));q0是平衡吸附量(mg/g);x是填料柱中吸附剂质量(g);v是流速(mL/min);t是填料柱运行时间(min)。参考文献：《海藻酸纤维对重金属离子的吸附性能研究》

2、BDST模型

填料柱中吸附剂的高度是影响处理效率、运行成本的一个主要因素,填料柱的运行周期与吸附剂的高度密切相关,这种关系可以用BDST模型表示, 可以提供简单快速的吸附柱穿透曲线的预测和吸附柱的参数设计与优化。其优点是可以根据不同柱长的吸附实验数据，在不需要附加实验的基础上，预测不同流速，不同起始浓度的柱吸附的穿透时间和吸附量

它的线性形式如式(3)。

式中,F为流速(cm/min);N0为填料柱的吸附容量(mg/L);Ka为速率常数(L/(min·mg));t为运行 时间(min);Z为填料柱中吸附剂的高度(cm);Ct、C0同上。其简化表达式为:

式中

根据a、b可以很方便地求出当流速或初始质量浓度发生变化时新的流速或初始质量浓度。

3、数值预测模型《液固体系固定床吸附器流出曲线预测模型_活性炭吸附水中酚的研究》 在建立模型时假设:(1)反应器中的流体呈平推流;(2)不考虑轴向返混和导热，在整个吸附过程中床层温度保持恒定;(3)在微元内各传质系数(液膜扩散系数、孔内液相扩散系数和表面迁移系数)可视为常数。

4、Yoon-Nelson模型的应用

Yoon一Nelson模型比其他动态吸附模型简单，对吸附剂的特征、种类和吸附床的物理特征没有限制。Yoon–Nelson模型表达式为：

式中，kYN是速率常数(min)，τ是吸附50%吸附质所需时间(min)。根据τ值，依式(3)可以求得平衡吸附量：

–

1若以lnCt/(C0–Ct)对t进行线性回归，从直线的截距和斜率可计算kYN和τ的数值。

5、吸附带长的计算

以Cu(Ⅱ)出口浓度c和进口浓度c0之比c/c0为纵坐标,吸附时间t为横坐标,将吸附穿透曲线改型,如图3.以c/c0=0·1为穿透点,所经历的时间为穿透时间tB,c/c0=0·9时认为吸附基本达到平衡,所经历的时间为平衡时间tE,根据床层高度Z,可用式(2)计算吸附带长度Za.式中:f为常数,取f=0·5].tB可根据实验数据利用内插法计算。参考文献：《壳聚糖衍生物固定床中Cu(Ⅱ)的吸附性能研究》

6、传质参数计算模型

《谷氨酸离子交换过程动态穿透曲线的分析》

7、博哈特(Bohart)和亚当斯(Adams)方程式

在吸附柱参数设计公式中博哈特(Bohart)和亚当斯(Adams)方程式应用得比较广泛。Bohart和Adams方程式以表面反应速率为理论基础,用以评述连续式动态吸附柱的性能。此方程式可以表述如下：

由于指数eKN0h/V比1大得多,所以(1)式中右边括号内的1可忽略不计。(1)式可以简化为:

上式(2)可以变形为关于运行时间(t)的方程式:

式中:c0—进水时Cu2+初始质量浓度,mg/L;cB—允许出水时Cu2的质量浓度,mg/L;V—空柱线速度,cm/h;t—工作时间,min;K—速率常数,L/(mg·h);N0—吸附容量,mg/L;h—吸附柱填料高度, cm。当c0与V为一定值时,K和N0也为一定值,即(3)式可变为t=ah+b,其中a、b为常数,那么时间与h呈线性相关。其中斜率a=N0/(c0V),截距b=-ln(c0/cB-1)/(c0K)。参考文献：《稻壳吸附柱处理Cu2+废水的动态试验》

8、传质区高度的计算： 《大孔吸附树脂对茶多酚和咖啡碱吸附及洗脱性能的研究》

第三篇：桥涵水文复习总结

水力学

1.水力学:研究水体平衡和运动规律及工程应用的科学 2.静水压力：指液体对固体壁面的作用力

3.液体平衡微分方程：此方程的物理意义是：在静止流体中，某点单位质量流体的质量力与静压强的合力相平衡。

4.只有在有势的质量力作用下，不可压缩均质流体才能处于平衡状态，这就是流体平衡的条件。

5.同一种静止相连通的流体的等压面必是水平面（只有重力作用下）自由表面、不同流体的交界面都是等压面。

6.静水压强基本方程适用范围是:重力场中连续、均质、不可压缩流体。7.流场中液体质点通过空间点时所有的运动要素都不随时间而变化的流动称为恒定流；只要有一个运动要素随时间而变化，非恒定流。8.迹线——是指某液体质点在运动过程中，不同时刻所流经的空间点所连成的线

9.流线——是指某一瞬时，在流场中绘出的一条光滑的矢量曲线，其上所有各点的速度向量都与该曲线相切。流线不能相交，不能为折线 10.流管——由流线构成的一个封闭的管状曲面。元流——充满以流管为边界的一束液流。总流——在一定边界内具有一定大小尺寸的实际流动的水流，它是由无数多个元流组成。过流断面——与元流或总流的流线正交的横断面

11.均匀流是流线为彼此平行的直线;过水断面为平面，且过水断面的形状和尺寸沿程不变；同一流线上不同点的流速应相等，从而各过流断面上的流速分布相同，断面平均流速相等；同一过水断面上各点的测压管水头为一常数

12.明渠:天然河道、人工渠道统称为明渠。13.明渠水流:明渠中流动的液体称为明渠水流。14.明渠渠底纵向（沿水流方向）倾斜的程度称为底坡。

15.断面形状、尺寸及底坡沿程不变，同时又无弯曲的渠道，称为棱柱形渠道。断面形状、尺寸或底坡沿程改变的渠道，为非棱柱形渠道。16.明渠均匀流有下列特性：(1)过水断面的形状和尺寸、流速分布、流量和水深，沿流程都不变；(2)总水头线、测管水头线和渠底线都互相平行，因而它们的坡度相等

17.明渠恒定均匀流的各种特性，可见只有同时具备下述条件:(1)明渠中水流必须是恒定的，流量沿程不变；(2)明渠必须是棱柱形渠；(3)明渠的糙率必须保持沿程不变；

(4)明渠的底坡必须是顺坡，同时应有相当长的而且其上没有建筑物的顺直段。

18.水力最佳断面是湿周最小的断面。

19.当明渠水流从缓流状态过渡到急流状态时，水面急剧下降的局部水力现象，称为水跌现象

20.当明渠水流从急流状态过渡到缓流状态时，水面突然跃起的特殊的局部水力现象，称为水跃现象。

21.影响临界水深的因素：流量、断面形状及尺寸.影响正常水深的因素：流量、断面形状及尺寸、糙率、底坡 22.当正常水深恰好与临界水深相等时的底坡，称为临界底坡ik 23.如果具有自由水面的明渠缓流被障壁所阻，则壁前水位壅高，水流经壁顶溢出，这种建筑物统称为堰。

24.水经障壁的顶边或缺口溢流的水流现象，称为堰流 25.堰流水力特征： 堰流上游水流受阻，水位壅高，势能增大； 在重力作用下，流经堰的水流跌落，同时受离心惯性力的作用，水流断面收缩； 堰流过程是势能集聚并转化为动能的过程； 堰流由缓流向急流连续作急变流，流线发生显著弯曲，水流内有离心惯性力； 堰流以局部水头损失为主，可忽略沿程水头损失。

河川水文基础知识 1.河流:河槽和其中水流的统称

2.横断面：河槽中某处垂直于流向的断面称为在该处河流的横断面。它的下界为河底，上界为水面线，两侧为河槽边坡 3.纵断面：沿河流深泓线切出来的断面 4.深泓线：河道中各横断面最大水深点的连线 5.流域：河流两侧汇集水流的区域

6.流域特征包括：流域面积、河网密度、流域形状、流域高度、流域方向或干流方向

7.径流:由降水开始到到水流流经流域出口断面的整个物理过程，称为径流形成过程.径流形成划分为降雨、流域蓄渗、坡面漫流及河槽集流四个过程

8.降水的基本要素就是描速降水的一些基本指标，主要有降水量、降水历时,降水强度、降水面积。9.流域蓄渗:植物截留、入渗、填洼

10.坡面漫流:多余的降雨在坡面上以片状流、细沟流的形式沿坡面向溪沟流动的现象为坡面漫流

11.河槽集流:各种径流成分经过坡地汇流注入河网后，沿河网向下游干流出口断面汇集的过程

12.影响径流形成和变化的固紊主要有：气候因素(降水、蒸发、气温、风、湿度)、流域下垫面因素(地理位置,地貌特征,地形特征,地质条件,植被特征)、人类活动因素(通过改变下垫面条件)13.河川径流量：河流出口断面的流量；某时段内的河水总量 14.水文资料的收集 1 水文站观测资料 洪水调查

访问、调查洪痕 3 文献考证

水文统计原理

1.确定桥涵使用期限内，河流中可能发生的一定概率洪水的洪峰流量及其相应的水位和流速，分别为桥涵设计流量、设计水位、设计流速 2.水文现象的特性:不重复性(随机性);周期性;地区性.3.水文现象分析方法:成因分析法,地区归纳法,数理统计法.4.重现期：表示该变量大约平均在多少年内出现一次。单位：年 5.由实测资料绘制的频率曲线称为经验频率曲线。

具有一定数学形式的频率曲线，通常被称为“理论”频率曲线。6.变量之间近似的或平均的关系称为相关，研究这种关系的方法，称为相关分析

7.设计流量：是指相应于设计洪水频率的洪峰流量（m3/s）。8.设计水位：桥位计算断面上通过设计流量相应的水位，称为设计水位（m）。

9.设计流速：设计流量通过时桥位断面的河槽平均流速（m/s）。10.为什么要进行特大值的处理？

通过特大值处理，可以延长系列资料，增强系列的代表性，减少各参数值的抽样误差，从而提高计算成果的稳定性和可靠性。

一般同时采用三种来源的资料：水文站观测资料、参证站插补和延长资料、调查洪水和文献考证资料。

11.实测期：把水文站观测资料的年限称为实测期（包括由参证站实测资料相关分析插补延长的资料）。

调查期：调查洪水的最远年份到实测完毕的年限。（包括实测期）考证期：文献考证到的最远年份到实测完毕的年限。（包括调查期）

大中桥孔径计算

1.大中桥孔的水力计算特点是按自由出流情况，并允许桥下有一定的冲刷.大中桥的桥下河床一般不加护砌而允许有一定的冲刷。

建桥河段的冲刷计算

1.大中桥水力计算的三大基本内容是桥长、桥面最低标高及墩台基础最小埋置深度。河床冲刷计算则为合理确定墩台的最小埋置深度。2.天然河流在河水、泥沙及河流所经河段断面形态的综合影响下会产生自然演变冲刷；建桥后，由于多个桥梁构筑物压缩河床，使桥下过水断面积减小，会引起桥下断面的一般冲刷；多个桥墩合立于水中。局部干扰了桥下水流及泥沙的运行规律，从而在墩台周边形成了水流及泥沙运动的变异，会引起桥下断面墩台周边河床的局部冲刷。3.桥梁墩台冲刷计算主要依据是桥位断面的水流、泥砂及河床状况。4.平原顺直型河段，可取桥位上游附近的最大水深断面作为计算断面；

平原弯曲型河段，可取桥位上游附近河湾半径最小的河湾顶点断面作为计算断面；

游荡型和变迁型河段，应取桥位附近若干河床断面重叠后的外包线作为计算断面；

山区河段的河床断面变形不大，可取桥位断面作为计算断面。5.自然演变冲刷:河段在不修建跨河构筑物情况下仅在自然力作用下引起的河床天然冲刷

6.一般冲刷:由于桥孔压缩河床，桥下过水面积减小，从而引起桥下流速的增大。水流挟沙能力也随之增大。造成整个桥下断面的河床冲刷 7.桥下水流断面面积增大到桥下流速等于河槽天然流速时，冲刷就停止了同一垂线处，冲刷后的水深与冲刷前的水深成正比。桥下一般冲刷停止时的垂线平均流速称为冲止流速。

8.粘性土的抗冲刷能力决定于粘结力的大小，粘结力越大，河床土的抗冲刷能力越强。

粘性土的冲止流速与液性指数的大小成反比关系。粘性土的冲止流速与孔隙比的大小成反比关系。

9.桥下河槽断面达到输沙平衡，冲刷随之停止，一般冲刷深度达最大 10.影响桥下断面一般冲刷深度的主要因素：单宽流量集中系数K’；桥墩水流侧向压缩系数μ；洪水含沙量系数E；建桥后桥下流量 11.冲刷坑外缘与冲刷坑底的最大高差称为最大局部冲刷深度hb。影响因素：涌向桥墩的流速、桥墩宽度、桥墩形式、墩前水深及床沙粒径等。

12.由设计水位减去总冲刷深度，就是桥梁墩台处河槽的最低冲刷线标高

小桥涵设计

1.小桥涵勘测设计内容；小桥涵位置的选择；小桥涵的勘测与调查；小桥涵类型选择与布置

2.在公路排水设计中，平原地区公路小桥涵的数量平均每公里有1～ 3道，山区每公里有3～5道

3.多孔跨径8m≤L≤30m，单孔标准跨径5m≤L≤20m时，称为小桥；多孔跨径L<8m，单孔标准跨径Lo<5m时，称涵洞。对于圆管及箱涵，不论管径或跨径大小，孔数多少，均称为涵洞。4.小桥涵的设计原则有

1．符合安全、经济、适用、美观的统一；适应公路等级标准、任务及未来的发展，2．因地制宜，就地取材，便于施工养护。

3．密切配合当地农田水利，满足农田排灌要求，避免淹田、毁田、破坏排灌系统。

4.明涵：洞顶不填土或填土小于0.5m，适用于低路堤涵洞。

暗涵：洞顶填土高度大于0.5m，适用于高路堤涵洞。

按水力性能分类

1)无压涵洞；洞内水流具有自由表面，其入口水深低于进口高度，2)半压涵洞：水流仅封闭洞口，洞内仍为无压流。

3)有压涵洞；入口水深大于洞口高度，全涵为有压流。常见的倒虹吸管亦属此类。

5.大中桥允许河床在建桥后发生一定冲刷，一般采用天然河槽平均流速作为设计流速。小桥涵一般不允许桥的河床或涵底发生冲刷，但通常允许有较大的壅水高度。由于小桥涵河床或涵底面积较小，可以采用人工加固河床的方法来提高水流通过河床的允许流速，以达到适当缩减孔径的目的。

6.小桥涵孔径计算中需考虑的问题 ：

1．桥下允许不冲刷流速

2．桥前允许雍水高度

第四篇：桥涵水文复习总结

第二章 河川径流

一、概念：

桥涵水文学：水文学的分支之一，主要研究与道路桥梁有关的水文现象的科学。

地面径流：降落到到地面上的水，除掉损失一部分外，在重力作用下沿一定方向和路径流动，这种水流称为地面径流

河谷：河水流经的谷地。

河床：河谷底部有水流的部分。河川径流：受重力作用沿河床流动的水流

河流：地面径流长期侵蚀地面，冲成沟壑，形成溪流，最后汇集而成河流。

河(水)系：脉络相通的大小河流所构成的系统，称为河系。干流：水系中直接流入海洋、湖泊的河流

支流：流入干流的河流

标准基面：我国统一采用青岛附近黄海海平面作为标准基面。

一般的天然河流，从河源到河口可以按照河段的不同特性，划分为上游、中游和下游三个部分。

上游是河流的最上端紧接河源，多处于深山峡谷中，坡度流急，河谷下切强烈,流量小而水位变化大，常有急滩或瀑布，河底纵断面多呈阶梯形。

中游是河流的中间段，两岸多为丘陵，河床比降较平缓，两岸常有滩地，冲淤变化不明显，河床较稳定。

下游是河流的最下端，一般多处于平原区，下游河槽宽阔，流量较大，流速和底坡都较小，淤积作用明显，浅滩和河湾较多。

河流的基本特征

一般用河流断面、河流长度及河流比降来表示.一）河流断面 有横断面和纵断面。垂直于水流方向的断面称为河流横断面。横断面内，自由水面高出某一水准基面的高程，称为水位。河流的纵断面是指河流最大水深点的连线（深泓线）的断面。河流纵断面能表示河床的沿程变化。

二）河流比降：任意河段两端的高程差与其长度之比称为该河段的纵比降。三）河流长度 从河源到河口的距离。流域：降落到地面上的水，被高地、山岭分隔而汇集到不同的河流中，这些汇集水流的区域，称为某河流的流域。

1)分水岭：划分相邻水系的山岭或河间高地。2)分水线：分水岭最高点的连线（山脊线）。流域的特征

① 几何特征：主要是流域面积和流域形状。② 自然地理特征：主要指流域的地理位置和地形 根据流域的地形特征分为山区河流和平原河流。

山区河流：流域内坡面陡峻，岩石裸露，汇流时间段，降雨强度大，以致洪水暴涨暴落，河流比降大，流速大，水流流态紊乱，存在回流、漩涡、跌水、水跃。

平原河流：形成时主要表现为水流的堆积作用，形成深厚的冲积层。有广阔的河滩，洪水时河滩被淹没，中枯水时则裸露处水面。平原河流按平面形状和演变过程，分为四种类型的河段：顺直微弯型、弯曲 型、分叉型、散乱型。

流域内自降水开始到雨水流过出口断面的整个物理过程称为径流形成过程。

一般将这一过程分为四个阶段：降雨过程—流域蓄渗过程—坡面漫流过程— 河槽集流过程。影响径流的主要因素： 气候因素和下垫面因素。

气候因素：降雨 蒸发。

下垫面因素：流域的地形、土壤、地质、植被、湖泊等。

水量补给的基本来源：雨源类、雨雪源类（华北东北西北）、冰雪源类（西北 新疆 青海）。水文测验：步骤

1、水位观测

2、流速测验

3、流量计算

水文资料的来源主要有三方面：1）水文站观测资料2）洪水调查资料3）文献考证资料

二、简要叙述：

1、山区河流与平原河流的主要区别？ 山区河流与平原河流的主要区别？

答：山区河流汇流时间短，水位和流量变幅极大，比降大，河谷断面为发育不完全的“V”字形或“U”字 形。平原河流汇流时间长，水位变化小，比降小，河流形成主要表现为水流的堆积作用，形成冲击层，河谷多为发育完全的形态。

2、描述河川径流的主要过程。影响径流的主要因素？ 答：主要过程分为四个步骤：

（1）降雨过程：降雨是形成地面径流的主要因素，降雨的变化过程直接决定径流过程的趋势，降雨 过程是径流形成过程的重要环节。

（2）流域渗蓄过程：植物截留、入渗和填洼的整个过程称为流域渗蓄过程，对降雨径流而言，称为损失。

（3）坡面漫流过程：波域渗蓄过程完成以后，剩余雨水沿着坡面流动，称为坡面漫流，最终会形成 全流域的坡面漫流。

（4）河槽集流过程：坡面漫流的雨水汇入河槽后，顺着河道由小沟到支流，由支流到干流，最后到 达流域出口断面，这个过程称为河槽集流。以上四个步骤是同时交错进行的。

主要因素（了解）：①气候因素：降雨，蒸发 ②下垫面因素 ③人类活动因素。

3、选择河道断面时应该注意哪些问题？ 选择河道断面时应该注意哪些问题？

答：形态断面应选在近似于均匀流的河段上，一般要求河道顺直、河流通畅、河床稳定、河滩较小、河滩 与河槽的洪水流向一致，无河湾、河汊、沙洲等现象。

4、请绘出一个典型的河流断面。请绘出一个典型的河流断面。答：P16 图 2-1-2

第三章 水文统计的基本原理

一、概念：

水文现象的特性：周期性、地区性、不重复性(随机性)。

水文现象的分析方法：1）成因分析法 2）地区归纳法 3）数理统计法。

频率与几率不同： 几率是随机事件在客观上出现的可能程度，理论值。频率是利用有限的试验结果推算得到的。试验次数无限多时，频率趋向于几率。

经验频率曲线：根据水文统计样本的实测水文资料系列，计算各项随机变量的经验频率，点绘经验频率与其对应的随机变量大小的曲线。

水文统计中常用的统计参数有三个：均值 X、变差系数 Cv、偏差系数 Cs。

二、简述

1、河流水文现象有哪些特性？相应的应该用什么研究方法？ 河流水文现象有哪些特性？相应的应该用什么研究方法？

答：河流水文现象的特性有：周期性、地区性、不重复性（随机性）。水文现象的研究方法有：成因分析法：通过水文现象的物理成因以及同其他自然现象有关的因素之间的关系，分析水文现象的规律。地区归纳法：结合地区特点，利用实测水文资料进行综合归纳分析，寻找水文现象、水文要素区域性分布规律，建立地区性水文因素计算公式、图表或等值线图，供生产使用。数理统计法（水文统计法）：对实测水文资料进行数理统计分析，寻求其统计规律。

2、什么是经验频率曲线？如何绘制？

答：根据水文统计样本的实测水文资料系列，计算各项随机变量的经验频率，点绘经验频率与其对应的随 机变量大小的曲线，称为该样本的经验频率曲线。以经验频率为横坐标，水文观测值 x 为纵坐标，根据系列内的各个变量及其对应的经验频率，在坐标纸上绘出经验频率点，再依点群的趋势，目估描绘成一条光滑曲线，这条曲线就称为经验频率曲线 维泊尔公式： P=

4、相关分析法的注意事项、使用条件是什么？ 相关分析法的注意事项、使用条件是什么？ 答：根据某些主要影响因素，找出其变量之间的近似关系或平均关系，然后，进行分析计算，在数理统计 中，把这种变量之间近似的或平均的关系，就成为相关，把研究这种关系的方法称为相关分析。使用条件及注意事项：（1）前提，二者在成因上要有联系。（2）样本容量尽量大。（3）相关系数要有一定的范围取值。

1、利用流量观测资料推算设计流量

第四章 设计洪水流量

三种方法：

2、应用地区经验公式推算

3、推理公式和经验公式

一、概念：

设计洪水流量：采用规定的某一洪水设计频率，推算设计洪水频率相应洪水的洪峰流量。设计水位：

桥位计算断面上通过设计流量时相应的水位(m)设计流速：

设计流量通过时桥位断面的河槽平均流速(m/s)

二、简要叙述：

1、请叙述利用流量观测资料推算设计流量的主要步骤。

答：

1、三性审查（可靠性、一致性、代表性）

2、资料的插补与延长

3、特大洪水的调查与考证

4、特大值处理

5、做经验频率曲线

6、做理论频率曲线

7、适线

8、求设计洪水

9、成果的合理性分析（地区性规律分析、与其他方法的计算结果相互检验）

2、什么是适线法？试述其一般步骤。

答：适线法：以经验点距为基础，在一定适线准则下，求解与经验点据拟合最佳的频率曲线参数。一般步骤：将已知的随机变量系列，按大小递减次序排列，计算各项变量的经验频率，并在几率格纸上绘出经验频率点，必要时也可以目估绘出经验频 率曲线。应用距法公式计算均值 Q 和变差系数 C V ,并假设 C S = m ∗ C V，在我国一般取 m=2~4，在同一张机率格纸上，会出理论频率曲线。观察理论频率曲线和经验频率曲线的符合程度，反复调整统计参数，直到两者符合得最好为止，即可确定统计参数 Q、C V 和 C S 的取值及采用的理论频率曲线。

3、什么是特大值处理？为什么要进行特大值处理？

答：特大值是指比多年平均值三倍以上的值。在统计计算中，不能把这些特大值与其他数值同等对待，而需要进行适当地处理或调整，即所谓的特大值处理。理由：通过特大值的处理，考虑了特大洪水的影响，可以起到延长系列的作用，能增强系列的代表性，减少各参数值的抽样误差，提高计算结果的稳定性和可靠性。

第六章 大中桥孔径计算

一、概念：

大中桥的孔径计算，主要是根据桥位断面的设计流量和设计水位，推算桥孔的 最小长度和桥面中心最低标高，为确定桥孔设计方案，提供设计依据。桥位河段水流图示：用图示定性表示建桥前后桥位河段水流和泥沙的变化，用来帮助指导计算桥梁孔径和桥面标高。

别列柳伯斯基假设：该假设认为桥下流速达到天然河槽平均流速时，桥下冲刷即停止，而且同一垂线处，冲刷后的水深与冲刷前的水深成正比，适用于稳定性河段的河槽。

桥孔净长：设计水位以上两桥台之间的水面宽度称为桥孔长度，以 L 表示。扣除全部桥墩宽度后称为桥孔净长。

我国桥孔长度的计算方法有冲刷系数法和经验公式法。

二、简要叙述：

1、大中桥孔径计算的两种方法是什么？

答：冲刷系数法：基于别氏假设，分析建桥前后冲刷变化，引用桥位断面的设计流量和设计水位，依据 水流连续性原理，引入冲刷系数法，推到出计算孔径公式。

桥孔净长度经验公式法：工作人员根据地区性特点，根据工作经验，以一定的理论依据，应用数理统计法，得到简化公式。

2、简述冲刷系数法的基本思路。

答：利用桥位断面的设计流量 Qs 和设计水位 Hs，根据水力学的连续性原理，求出桥下顺利宣泄设计洪水 时所需要的最小过水面积，用以确定桥空的最小长度。冲刷后的桥下过水面积，是冲刷前的 P 倍，P 即冲刷系数。公式推导见 P131——132。

3、大中桥面标高由哪几部分组成？都如何确定？ 大中桥面标高由哪几部分组成？都如何确定？

4、桥孔的布置原则 ：

1、选稳定河段

2、建桥前后尽量保持与天然河流流量的分配不变

3、与其他水工建筑物的相互影响因素 4、与其他水利设施的相互配合 5、标准跨位

6、地理条件好的河段 7、进行径流技术分析

5、确定大中桥面最低标高时，应考虑哪些因素（区分通航河段和不通航河段）答：不通航河道上

通航河道上

第七章 桥墩和桥台的冲刷

1、桥墩和桥台冲刷一般包括三部分:河床自然（演变）冲刷、桥下河床全断面内发生的一般冲刷、桥墩周围水流结构发生急剧变化而引起的河床局部冲刷。

2、泥沙分类：按河槽内运动形式和性质不同，分为悬移质和推移质两类。3.悬移质：在一定的水流条件下，泥沙处于运动状态、颗粒较细的泥沙被水流中的漩涡带起，悬浮于水中向下游运动，这种泥沙称为悬移质。

4.推移质：颗粒稍大的泥沙.则在河床表面上滚动、滑动或跳跃着向下游移动，前进的速度远远小于水流的流速，这种泥沙称为推移质。

5.床沙：比推移质颖粒更大的泥沙，则下沉到河床上静止不动，称为床沙。

6.悬移质，推移质和床沙之间颗粒大小的分界是相对的，随水流的流速大小而变化，并且三者之间还有在着相互交换的现象。7.泥沙主要特性

（1）几何特性：一般用直径（粒径）、粒径级配曲线、平均粒径、中值粒径来表示

（2）重力特性：泥沙重力特性采用颗粒实体的单位体积的重力表示，称为容重（或干容重表示）

（3）水力特性：由泥沙。颗粒在静止的清水中均匀下沉的速度来表示，称为沉速，符号用ω表示，单位为 cm/s。

8.泥沙的起动：河床上的泥沙在水流作用下.由静止状态转变为运动状态，这种现象称为泥沙的起动。泥沙起动是泥沙运动和河床演变开始的临界状态。

9.起动流速：就是床面泥沙颗粒在各种外力作用下，失去平衡，泥沙开始运动时的水流垂线平均流速。

10.沙波运动是推移质运动的主要形式，而推移质输沙率大小反映推移质运动的剧烈程度。11.推移质输沙率：是单位时间内，在过水断面中单位河槽宽度上通过的推移质质量。

12.含沙量：单位体积的水流所含悬移质的数量，称为含沙量单位为 kg/m3

13.水流的挟抄能力：在一定的水力条件和边界条件下，单位体积的水流，能够挟带的最大数量（质量），包括悬移质和推移质的全部泥沙数量，称为水流的挟沙能力。

14、河床演变： 在天然状况下或人类活动的干扰后，河床形态逐渐的变化，称为河床演变。15.主流：河道中的水流，由于槽壁的限制而决定了总的流动趋势，按总的流动趋势运动的水流称为主流。

16.副流：由于过水断面形状的改变或河湾的影响，伴随着主流，在水流内部形成一种规摸较大的旋转运动，这种旋转运动的水流从属于主流而存在，称为副流。

1、立轴副流（回流）

2、平轴副流（滚流）

3、顺轴副流（螺旋流）

18.引起河床演变的最根本的原因是输沙的不平衡

19.影响河床演变的因素很多，主要有下列三个方面： 1 上游来沙条件，及流域的产沙数量及其组成，2 上游来水条件（流量的大小变化）河床的地质、土质 和比降为何床沿边提供了边界条件。冲积河床：

河相关系：处于动力平衡状态的河流河床形态特征与流域来水来沙条件和河床组成之间的定量关系。

一般冲刷计算三个原理：1）按输沙平衡原理建立的公式原理：若上游天然河槽断面输移来的泥沙量(来沙 量)较少，不足以补偿桥下河流断面被水流冲走的泥沙量(排沙量)，则桥下河流断面的来沙呈小于水流挟沙能力，桥下断面发生冲刷

2）按冲止流速建立的公式原理： 桥下一般冲刷停止时的垂线平均流速，称为不冲刷流速，工程界常称之为冲止流速。按此概念假定当桥下河槽断面内任一垂线 的平均流速达到冲止流速时，此垂线处冲刷停止，至此，一般冲刷深度达到最大，此时的最大水深即为所求一般冲刷深度。P160

3）根据别氏假定建立的公式

桥墩局部冲刷：流向桥墩的水流受到墩身的阻挡，桥墩周围的水流结构发生急剧变化，水流 的绕流使流线急剧弯曲，床面附近形成漩涡，剧烈掏刷桥墩迎水端和周围的泥沙，形成局部冲刷坑

一、简要叙述：

1、河床演变是如何形成的？

答：水流输沙不平衡引起河床演变，上游来沙量大于河段水流挟沙能力，床面淤积；反之，上游来沙量小于河段水流挟沙能力，床面冲刷。水流和床面相互作用，形成河床演变。

2、以大中桥为例，说明建桥后河床演变的发展如何？ 答：建桥后，桥墩桥台占据了原有的过水面积，使过水断面减小，产生断面收缩，流速增大，水流挟 沙能力增强，对河床产生了冲刷，水流通过桥位断面后，在桥下游过水断面突然增大，流速降低，挟沙能力减弱，泥沙淤积，冲刷一段时间以后又使河床断面加大，从而流速降低，挟沙能力降低，渐渐达到了水流输沙的相对平衡。

3、桥下河床的冲刷过程如何？可分为哪几个阶段？它们形成的原因是什么？ 答：自然冲刷 ：河流在无桥梁涵洞的天然状态下的冲刷

一般冲刷：桥孔稍下游处收缩断面，使进入桥下河槽断面泥沙小于桥下断面急速水冲走的泥沙数量。

局部冲刷：桥墩桥台周围形成涡流对桥墩桥台的冲刷。

4、用示意图画出大中桥的水流图示。用示意图画出大中桥的水流图示。答：见教材 P122。

5、在确定桥下最低冲刷线时，需要计算哪些冲刷深度？

答：需要计算设计水位、一般冲刷后的最大水深、桥台局部冲刷深度、桥台所在位置的平均水深、桥台冲 刷深度。

6、冲刷有哪些类型？各是由什么原因产生的？

答：冲刷的类型有：自然冲刷、一般冲刷、局部冲刷。自然冲刷是由河流演变引起的，一般冲刷是由于断面收缩造成的，局部冲刷是由于局部的涡流引起的，三者互不干扰。

第八章 调治构造物

一、概念：

调治构造物：调治构造物是桥梁工程的重要组成部分，主要包括各种形式的导流堤、丁坝及其他桥头防洪工程，用以调节水流，引导水流均匀、顺畅地流过桥孔，防止桥下断面和上下游附近的河床、河岸发生不利变形，确保桥梁安全。

2.导流堤的作用：使桥下水流变得顺直均匀，局部冲刷也有所减少，同时增大了发生冲刷的面积并导流堤的平面线形

3.导流堤的平面线形：椭圆堤、圆曲线组合

4.丁坝常设置于桥头引道的一侧或河岸边上，其作用在于将水流挑离桥头引道或河岸，束河归槽，并使泥沙在丁坝后部淤积，形成新的水边线，以达到改变水流流向，改善流态，保护路基或河岸的目的。适用于较宽的河段，根据设计洪水位和相对坝高的关系可分为漫水丁坝和不漫水丁坝两类。

二、简要叙述：

1、调治构造物主要有哪些？和有什么作用？ 调治构造物主要有哪些？和有什么作用？

答：调治构造物主要包括各种形式的导流堤、丁坝及其他桥头防洪工程。导流堤：设置导流堤后，桥下水流变得顺直均匀，局部冲刷也有所减少，同时增大了发生冲刷的面积 导流堤 并降低了冲刷速度，使桥下河床的冲刷分布趋于均匀，避免桥下和桥头出现集中冲刷。丁坝：作用在于将水流挑离桥头引道或河岸，使坝下游的河岸或路堤免受冲刷，形成有利的水流结构 丁坝 和河床变形。不透水丁坝的长度最大不应超过河槽宽度的 15%，桩排架等组成的透水丁坝，透水性达 到 80%时，丁坝长度不得超过河槽宽度的 35%，山区河流桥头及沿河路堤的丁坝长度不超过 10m。

第九章 小桥和涵洞孔径计算

1.小桥、涵洞孔径大小应根据设计流量、河床特征及河床进出口加固类型所允许的平均流速等来确定。

2.小桥涵勘测设计任务包括外业勘测和内业设计两部分。⑴勘测前的准备工作： 地形资料、地质资料、水文资料、气象资料、其他资料。⑵位置的选择：应以服从路线走向，保证排水顺畅和路基稳定，降低工程招架为原则。⑶小桥和涵洞的测量。⑷小桥和涵洞的类型选择 3.水流通过小桥的可能图式，按下游水深的大小可分为自由式出流与淹没式出流两种。自由式出流，下游的天然水深 ht＜=l.3hk。淹没式出流，下游的天然水深 ht>l.3hk。

4.大中桥允许桥下河床发生一定的冲刷，一般采用天然河槽平均流速作为设计流速。小桥涵一般不允许河底发生冲刷，可以根据河床加固铺砌的类型，选择适当的容许流速作为设计流速。

5.桥头路基最低标高＝河床最低点标高+H+△

桥面最低点标高＝河床最低点标 高+H+J+D 6.涵洞和小桥相比，特点是孔径小、孔道长，河底往往具有较大的纵坡，涵前水深可以高于涵洞高度

7.水流通过涵洞的水力图式根据涵洞出水口是否被下游水面淹没，可分为自由式出流与淹没式出流两类。按涵洞进水口建筑形式不同与涵前水头高低，水流通过涵洞可分为无压力式、半压力式、压力式三种水力计算图式。

8.水流流经全涵洞均保持自由水面，称为无压力式水流状态。收缩断面以后在整个涵洞内都具有自由水面，称为半压力式水流状态。整个涵洞的断面都充满水流，称为压力式水流状态。

9.涵洞处的路基最低高程应高出涵前水深以上至少50cm。为避免涵洞进口路基浸水和进出口流速计冲刷过大，一般不采用压力式涵洞。

10.涵洞由洞身、洞口、基础三个部分组成。

11.根据涵洞洞身的构造形式不同，涵洞可分为圆管涵、拱涵、盖板涵和箱涵等。

12.涵洞洞口建筑形式必须根据涵洞类型、河床及洞口附近的地形和地质条件、水流特征等合理选择。常见的建筑形式：八字翼墙式、锥形护坡式、一字墙护坡、跌水井式及流线型洞口、斜交涵洞洞口等

13.涵洞进出口沟床的处理：进水洞口沟床加固处理、沟床加固防护

第五篇：2012年地质及水文总结

同煤大唐塔山煤矿公司 2012年地质及水文地质总结

总工程师：

副总工程师：

地 测 科 长：

审 核：

编 制：

2013年1月15日

同煤大唐塔山煤矿公司 2012年地质及水文地质总结

2012年在矿党政的正确领导下，我们始终坚持“安全第一，超前预防，贯穿全程，关键落实”的安全理念，紧紧围绕矿井生产，搞好地质调查分析研究工作，把防治水工作作为地测工作的重中之重来抓，开展好矿井水害隐患定期排查分析工作，把防治水隐患排查当作地测工作的头等大事来抓，进行有序地重点治理，在“防”和“治”上下功夫，切实把矿井防治水工作做实做细做好，每月对井下各采掘工作面进行隐患排查，发现问题，进行现场三定，能够处理的及时现场处理，暂时不能处理的限期进行整改，截至2012年底共进行水害隐患排查12次，共查出隐患51条，现场进行“三定”处理的42条，其余9条进行限期整改，经跟踪落实全部整改完成。为了执行“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”，的防治水原则，井下所有工作面采用立体探测的方法，始终坚持“物探先行，钻探验证，化探跟进”的工作程序，首先从地面探测侏罗系采空积水情况，其次在井下采用TEMJF50矿用瞬变电磁仪沿工作面掘进方向左、中、右、上、中、下呈扇形进行超前物探，物探施工结束后，采用TXU-350型钻机对物探结果进行验证，对出水的钻孔进行化验跟进。全年对8107、二盘区延伸巷、8214、山4号层8104工作面从地面进行了物探，其中8107、二盘区延伸巷道地面物探野外工作已完成，现正在室内分析资料；8214、山4号层8104工作面地面物探工程正在紧张施工中。井下巷道共物探182次，施工超前探查钻孔92个，进尺13725.2米，取水样化

验7次，为了查清综采工作面隐伏地质构造，减少构造对回采工作面生产的影响，委托山西省地质勘查局217地质队对一盘区8106、二盘区8210、8212工作面进行了坑透探测，为采掘生产提供了地质技术保障。

标准化工作的重点就是基础工作，从日常一点一滴的工作中严格要求，逐步积累，树立日常工作标准化的思想氛围和工作氛围，坚决杜绝搞突击，才能使整个地测防治水标准化工作有一个实质性的提升和进步。正是这种一点一滴的积累，2012年塔山矿地测防治水安全质量标准化达一级标准的好成绩，在取得成绩的同时我们认真总结经验，深挖不足，在日常工作中进行整改和完善。

全年始终坚持地质及水文地质预报工作，编制了2012年地质及水文地质年预报1份，季预报4份，月预报110份。编制了2011年地质及水文地质年总结1份，2012年一、二、三、四季度地质及水文地质总结4份，月总结12份。编制了回采地质说明书2份，掘进地质说明书3份，编制综采采放煤量预报通知33份。为矿井开拓设计，采煤掘进提供了较可靠的地质资料，指导了安全生产的顺利完成，为矿井安全生产保持平稳发展作出了积极贡献。

为了评估应急预案的可操作性，验证应急预案在紧急情况下的可操作性，并找出应急准备工作中的不足，确保所有应急组织都熟悉并能履行自己的职责，及时有效地应对井下可能发生的透水事故，最大限度地减少事故灾难造成的人员伤亡和财产损失，6月12日在我矿8210工作面综采二队进行了水灾事故应急救援演练，虽然演练比较成

功但还存在着一些问题，参与演练的个别人员对应急演练的重要性认识不够，在接到撤人命令后，不能及时迅速的撤离危险区域；应急水泵缺水管弯头、软管等系统连接部件，今后在工作中应加强应急工作的贯彻学习，尤其要加强对区队主要负责人的培训学习，从思想上提高区队各级领导对应急工作的认识。

基于塔山煤矿井田目前勘探程度不足的实际情况，2012年在五盘区地面计划施工23个生产补充勘探钻孔，截至2012年底已施工5个钻孔，进尺2815.25米，在二盘区南部地面计划施工10个生产补充勘探钻孔，由于工农关系一直未施工。

塔山煤矿现开采的3~5号煤层系特厚煤层，采用低位放顶煤的开采方法，煤厚变化大，为了准确掌握回采工作面煤层厚度，顶底板岩性，为工作面安全生产以及回收率的管理提供考核依据，同时为了8号煤层开拓设计提供可靠的地质资料，每个工作面施工了探顶孔、地质孔，截至2012年底，共完成井下探顶钻孔74个，进尺3006.2米，地质钻孔71个，进尺3249米。

现将2012各采掘工作面揭露的地质及水文地质情况总结如下：

一、综采工作面 1、8105工作面

8105工作面平均走向长2965.9米，倾向长为207.0米，面积613941.3m2；工作面位于一盘区的中部，东邻8104采空区，西邻8106工作面正在回采，南接1070回风巷，连通1070皮带巷、1070辅运巷；

切眼以北为口泉铁路保护煤柱。于2010年9月7日开采至2012年4月17日结束，开采19个月零10天，煤层平均全厚14.50米，采出原煤1633.8万吨，工作面损失113.4万吨，放顶回收率91.93%，工作面回收率93.51%，达到国家规定的工作面回采率指标。

煤层：煤层为半亮型、暗淡型，玻璃光泽、沥青光泽，煤层赋存稳定，结构复杂，煤层总厚度为9.42～19.44平均14.50米，利用厚度9.01～15.43米，平均13.32米；含4～14层夹矸，夹矸总厚度0.41～3.89米，平均0.96米，夹矸单层厚度0.03～1.16米，夹矸岩性为褐灰色高岭岩、高岭质泥岩、黑灰色炭质泥岩、砂质泥岩，局部为深灰色粉砂岩。

工作面走向总体趋势北东，倾向北西，中北部较平缓。煤层倾角1～3度，平均2度；回采过程中工作面小构造发育，垂直节理与斜节理发育，局部有隐伏构造，共揭露正断层51 条，落差在0.10～1.70米之间；揭露门帘石28条，宽度0.02～2.00米之间，并伴生垂直与斜节理发育，致使煤岩层遭到严重剪切破坏，揭露的断层走向大多呈北西西向展布，落差无规律。由于受断层牵引的影响，致使煤岩层遭到严重剪切破坏，局部漏顶，给安全生产带来不同程度的影响。同时受断层的影响工作面底板局部隆起，从工作面向外回采66.3米采位开始，底板隆起共4处，合计隆起面积为33604平方米，隆起高度在0.4～2.70米之间变化，走向大致呈东西向展布，以上出现的隆起构造在掘进过程中未曾揭露，属于隐伏构造，主要由于成煤时期基底不平造成。

对应上覆为侏罗系14、15号煤层同煤麻地湾小煤矿采空区。14

号煤层盖山厚度为17.5～109.9米，14号至15号煤层间距为15.6～18.4米，15号煤层至3～5号煤层间距为314～320米。

同煤麻地湾矿采空区积水已于2007年、2008年从其井下排放积水合计约1.75万吨。南郊区胡家湾矿经小窑部门调查，采掘范围清楚，14号煤层采空区原存有积水，已于2007年7月排放积水11.01万吨，大量积水基本排清。南郊区双井沟芦草涧煤矿9号层采空区经小窑部门调查，采掘范围清楚，9号煤层采空区无积水。因塔山煤矿开采石炭系3~5号煤层 8103(已采空)、8104工作面，致使该井巷道变形无法进入，为了进一步查清同煤麻地湾矿14号煤层采空区重新积水范围，于2009年12月从地面进行了地球物理探测工作。本次物探采用瞬变电磁法和高密度电法相结合，综合地球物理勘探方法进行工作，通过物探分析上覆侏罗系14号煤层已被采空，采空范围主要集中在测区南部，物探结果采空区内无积水。

工作面内揭露地面施工的魏1403、魏1204号勘探钻孔，在回采过程中未发现涌水异常。

8105工作面回采过程中，后古塘出现了几次涌水。采位177米处，采空区溜尾内向外涌水，经测算，日涌水量255.12立方米；采位183米处，采空区溜尾内向外涌水，经测算，日涌水量124立方米；采位203.8米处，采空区溜尾内向外涌水，经测算，日涌水量202.7立方米；采位252.5米处，采空区溜尾内向外涌水，经测算，日涌水量179.04立方米；采位928米处，采空区溜尾内向外涌水，经测算，日涌水量186.72立方米；采位362米处，在105、106、110、111架处顶板有淋

水（约8、9处），淋水速度为2秒一滴，造成尾部低洼处积水。以上几个涌水点均处于低洼处，出水的原因一是煤岩层裂隙水在低洼处聚集从后古塘直接流向工作面，二是煤层注水和生产用水造成在低洼处积水。2、8106工作面

一盘区8106综采工作面位于一盘区的中部，东邻8105采空区，西邻5107巷，南接1070回风巷，连通1070皮带巷、1070辅运巷；切眼以北为口泉铁路保护煤柱。工作面平均走向长2726.8米，倾向长217.0米，面积613941.3m2；工作面煤层厚度为8.55～17.90米，平均厚度13.11米，于2012年1月开始回采，截至2012年底已累计回采1585.7米。共采出原煤1117.95万吨，回采率94.75%，达到国家规定的工作面回采率指标。

8106工作面煤层走向总体趋势北东，倾向北西，倾角1～4°，平均3°，在回采过程中揭露了正断层75条，断层最大落差为2.40米，其中采位730~830米揭露的4~5条1.00~1.50米的正断层，对回采影响较大，造成割底岩石最厚2.20米左右。揭露门帘石16条，宽度在0.10~1.50米之间。在生产过程中队组提前加强顶板管理采取了过断措施，确保了安全生产。

对应上覆为同煤麻地湾侏罗系14、15号煤层采空区，14号煤层盖山厚度为22.0～108.0米，与石炭系3～5号煤层层间距为326～414米。为了查明上覆侏罗系14、15号煤层采空区积水情况，开采前在工作面对应地面进行了物探，并施工了两个验证钻孔，探测结果无积水，为

预防采空区个别低洼处有少量积水下泄，在头尾顺槽向低洼处各安设了两台90千瓦备用水泵及2吋、4吋排水管路各一趟，并随采随移，定期检修，确保了安全生产。3、8210工作面

8210工作面位于二盘区的西北部，尾切西北为铁路村庄及工业广场保护煤柱，北东部为8208采空区、南西部为8212工作面正在准备中。工作面平均走向长2801.3米，倾向长为230.5米，面积645699.7m2；于2010年9月开采回采，截至2012年底已累计回采2256.6米。煤层平均煤厚12.29米，共采出原煤896.07万吨，工作面回收率94.4%，达到国家规定的工作面回采率指标。

工作面地层走向近似东西，倾向北，倾角1～5°，平均3°，在回采过程中揭露了正断层128条，断层落差在0.10~9.50米之间；揭露了一个陷落柱，该陷落柱长轴方向为近似南北，长165米，短轴方向近似东西，长65米，陷落柱长轴方向与工作面推进方向夹角54度。

2012年1月5日工作面采到445.8米时在74架~117架揭露陷落柱，有块状白色砂岩、黑色泥岩等，干燥无水，1月26日工作面采到530.5米处安全通过陷落柱。

根据22天的连续追踪观测，陷落柱向头部延伸了43架，工作面揭露的宽度范围由原来的75米扩大为133米，1月15日开始收缩, 宽度范围为127米；18日宽度范围为110米；19日宽度范围为103米；20日宽度范围为98米，21日89米，22日82米，24日68米，25日63米，26日结束。

为了查明陷落柱在工作面的赋存位置及导水情况，分别在尾巷538米、563.5米、566米、580米、586米、591米进行了探测，无水。在此期间，每班安排矿领导带领专业部门人员进行盯班上岗，协调解决在过陷落柱期间现场遇到的各种问题，严密监控工作面水、顶板、瓦斯等各种情况，安全圆满推进85米通过陷落柱。

9月22日~10月30日在采位1805米处靠近头巷揭露的9.50米正断层，影响范围沿头巷走向长159米（1712米~1871米），沿倾向长84米，由于断层落差大，岩石范围为一不规则体分布，造成工作面3架~50架岩石增厚，对生产影响较大。另外采位440~488米处揭露了落差2米的正断层造成11~44架割底板岩石2.00米；529~554米处揭露了落差分别为0.60、1.90米的正断层，造成102~126架割底板岩石0.50~2.50米；715~885米处揭露了落差1.60~3.00米的3条正断层，造成8~36架、94~108架割底板岩石0.60~2.50米；941~1194米处揭露了落差为0.50~2.70米的6条正断层，造成10~92架割底板岩石0.20~1.60米；1359~1395米处揭露了落差为0.60~2.00米的正断层，造成54~96架割底板岩石0.20~1.60米；1442~1524米处揭露了落差为0.60~3.40米的8条正断层，造成64~尾部割底板岩石0.20~3.00米由于断层影响采位1445米处36架~尾部顶板破碎，前探梁漏煤严重导致有大块煌斑岩掉落，122架支架顶部见煌斑岩带着2根锚栓杆落下，分析为8210顶板高抽巷支护材料；1646~1682米处揭露了落差为0.10~1.60米的4条正断层，造成26~88架割底板岩石0.40~1.50米；1701~1725米处揭露了落差为0.20~2.701.30米的6条正断层，造成30~94架割底板岩石

0.50~1.90米。在生产过程中队组根据地测部门提供的《8210回采工作面地质说明书》以及当月地质预报，提前加强顶板管理并采取了过断措施，确保了安全生产。4、8212工作面

8212工作面位于二盘区的西北部，尾切西北为铁路村庄及工业广场保护煤柱，北东部为8210工作面正在回采、南西部为5214巷正在掘进。工作面平均走向长2614.4米米，倾向长为230.5米，面积602619.2m2；于2012年8月底圈出，10月份扩帮完毕，具备开采条件。

工作面地层走向大致为北偏东30～45度，倾向北西，倾角3～5°，平均4°，煤层结构复杂、煤层厚度为7.25～20.19米，平均厚度11.17米，纯煤厚为4.30～19.34米，平均10.02米，含夹矸2～10层，夹矸厚度0.20～6.80米，平均1.15米，单层厚度0.05～1.00米。夹矸岩性为：灰褐色高岭岩、灰黑色炭质泥岩，泥岩、局部夹深灰色粉砂岩。两顺槽巷在掘进过程中共揭露了正断层50条，5212巷揭露断层33条、落差在0.10～5.00米之间，其中在里程2119米处揭露的一条落差3.40米的正断层； 2277米处揭露的一组断层群由六条正断层组成落差在0.60～1.40米，2557米处揭露的一条落差5.00米的正断层,并伴生垂直与斜节理发育，致使煤层遭到严重破坏； 2212巷揭露断层17条、落差在0.10～5.00米之间，其中在里程2255米处揭露了落差3～5米的正断层，2486米处揭露的落差为4.90米正断层延伸至8212尾切巷距2210巷80米处，影响范围沿走向约148米，沿倾向约80米，受此影响采煤帮岩石增厚。

在2212巷里程714米、5212巷里程767米处揭露了1条宽度为0.60～2.40米的火成岩墙。

为了确保8212工作面的安全生产，查明侏罗系采空区积水情况，塔山矿委托山西省煤炭地质114勘察院于2012年2月20日～3月18日从工作面对应地面采用物探手段对侏罗系采空区范围与积水量进行了物探，物探面积0.81Km2,物探结果工作面东部不存在采空区积水、西部不存在大范围的采空区积水，根据物探结果，由大同煤矿勘探开发实业公司于2012年5月8日～19日在西部施工了两个验证钻孔，进尺221.73米，1、2号钻孔均打到采空区内，无积水。

二、掘进工作面 1、2107、5107、8107顶板高抽巷

8107工作面地层走向近似东西，倾向北。煤层厚度8.88～16.95米，平均13.26米，纯煤厚为8.55～15.05米，平均11.91米，煤层结构复杂，块状及碎块状，由镜煤及亮煤组成，半亮型，玻璃光泽。利用厚度：8.55～15.05米，平均11.91米。煤层中含2～18层夹矸，夹矸厚度在0.30～2.74米之间变化，平均1.35米，夹矸单层厚度为0.02～0.55米。夹矸岩性为：褐色高岭岩、灰白色高岭质泥岩、灰黑色炭质泥岩、灰色砂质泥岩、泥岩、局部夹有深灰色粉砂岩。

工作面对应上覆为同煤麻地湾煤矿侏罗系14、15号层采空区，其北部、西部局部地段已在2009、2010年分别进行了物探，西部有两个 10

积水异常区，已施工了二个验证钻孔，验证结果无积水异常。为了确保安全生产，现正在对应地面进行物探，物探面积为0.47KM2。（1）2107巷于2011年11月份开始掘进,2012年11月份掘到尾切巷，走向长度为2465米，12月底尾切巷掘到位，长度为230.5米，在掘进过程中，共揭露断层13条，断层落差在0.15～2.20米之间，揭露门帘石10条，宽度在0.05～1.50米之间。（2）5107巷

5107巷设计长度为2493米，于2012年2月份开始掘进，截至2012年底已掘进2067米，还剩426米到尾切巷，在掘进过程中，共揭露断层9条，断层落差在0.20～1.70米之间，揭露门帘石6条，宽度在0.05～1.50米之间。（3）8107顶板高抽巷

8107顶板高抽巷设计长度为2532.7米，于2011年4月份开始掘进，2012年6月份掘进到位，里程2531米。基本沿2号煤层掘进，南部顶板岩性大部为煌斑岩炭质泥岩交替赋存，北部由灰黑色炭质泥岩、砂质泥岩组成，由于受煌斑岩倾入破坏，2号煤层中南部局部煤质受到一定影响，2号煤层厚度0.55～6.67米，平均3.40米。与3～5号煤层间距3.1～12.10米,巷道底板与3～5号煤层底板17.9～23.5米。

2、二盘区回风巷、皮带巷、辅运巷

二盘区南部与原朔州市怀仁县虎龙沟煤矿相邻，现隶属于同煤集团挖金湾煤业公司。该矿从1992年开采石炭系太原组8号煤层，根据调

查，其开采范围较大，已向北西越界进入我矿范围二、三百米，其采空范围与积水量不清。为查清二盘区南虎龙沟联营煤矿越界采空范围与水、火、瓦斯等情况，在2008年5月，塔山煤矿公司委托115勘察院在地面对该区部分地段进行了物探工作,探测结果其越界开采的是8号煤层,积水量不大。为确保安全生产，二盘区回风巷、皮带巷、辅运巷在掘进过程中，每100米利用检修班时间沿掘进方向左、中、右、上、中、下呈扇形布置进行物探，探测深度150米，由地测科、物探工程部、安监站、队组现场作业人员共同签字验收确认探掘距离。二盘区回风巷、辅运巷物探施工结束后，采用钻探对物探结果进行验证，确保掘进前方无水害威胁。

二盘区回风巷于2011年8月从四联巷开始延伸，2012年8月份掘到五联巷，共掘进960米，2012年11月继续向前延伸，截至2012年12月底已掘进320.8米，累计掘进4100.7米（从1070辅运巷南帮起算），掘进过程中共揭露了10条正断层，落差在0.45～3.00米之间，其中五联巷往前290米揭露的落差3.00米的正断层前方为上升盘，造成巷道割岩巷与半煤岩巷60米左右。四联巷往前91～218米范围内起底0.20～1.60米；310～345米范围内起底0.10～1.80米；从676米到1073米（五联巷前115米），由于地层产状发生变化，掘进工作面沿上山掘进，一直起底掘进，起底厚度0.40～2.10米。2012年二盘区回风巷共施工超前物探4次，超前探查钻孔16个，进尺2326.2米。

二盘区皮带巷于2012年4月从四联巷开始延伸，2012年8月份掘到五联巷，共掘进960米，掘进过程中共揭露了3条正断层，落差在0.50～

3.00米之间，四联巷往前566～700米范围内起底0.50～2.00米，950米处揭露了一条落差为3.00米的正断层，受断层影响950米处到五联巷起底2.20～3.70米，从皮带巷往回风巷掘五联巷时皮带巷起底2.20米，与回风巷贯通时起底0.50米。2012年二盘区皮带巷共施工超前物探10次。

二盘区辅运巷于2012年5月从四联巷开始延伸，2012年9月份掘到五联巷，共掘进960米，掘进过程中共揭露了7条正断层，落差在0.30～2.00米之间，四联巷往前280米范围内起底1.65～3.30米，590米～五联巷起底0.80米～4.40米，从辅运巷往皮带巷掘五联巷时辅运巷起底4.40米，与皮带巷贯通时起底2.20米。2012年二盘区辅运巷共施工超前物探10次，超前探查钻孔10个，进尺1448.1米。

2012年1月15日