Оценка величины скоростной высоты

Для оценки величины скоростной высоты используем данные полученные при обработке карт гидроизогипс и гидроизопьез, а так же следующую формулу для расчета:

.

где g=9.8; V-действительная скорость фильтрации, м/с²;

1. Определяем скоростную высоту для безнапорного водоносного горизонта, м;

=0,1м/сут.

h_н==0,6•10^-8м.

2. Определяем скоростную высоту для напорного водоносного горизонта, м: =0,7м/сут.

h_н==28•10^-8 м.

3. Определяем скоростную высоту для V=1000м/сут.

Вывод: обычно при гидрогеологических расчетах данной величиной пренебрегают, ввиду малых значений скоростей высоты. Скоростная высота определяет дополнительный подъем воды в пьезометре, обусловленный движением жидкости. Произведя несколько расчетов данной величины для безнапорного водоносного горизонта, напорного водоносного горизонта и для V=1000 м/сут, можно убедиться, что данной скоростной высотой можно пренебречь, так как она становится более ощутимой только при значениях больше 1000м/сут.

3. Расчет притоков воды в горную выработку Движение безнапорных вод к совершенной вертикальной дрене.

Данные для выполнения расчетов:

Выполнить расчет притоков при трех значениях понижений. S₁=0,3H; Q₂; S₂=0,6; Q₃; S₃=H. Нстатический напор. Н=25 м.

k_ф=5 м/сут — коэффициент фильтрации;

r=1 м — радиус выработки;

R=1,5 — радиус влияния дрены, м,.

— коэффициент уровнепроводности принимаем равным 10⁴ м²/сут, tвремя для которого определяется радиус влияния. Допустим, что мы производим откачку воды из СКВ.№ 15 втичении 40 суток. Время, для которого определяется радиус влияния t=40 суток.

1)Определяем радиус влияния дрены:

R==1,5v10⁴•40 =949м.

2)Определяем величину, на которую понижается уровень воды в выработке:

S₁=0,3•25=7,5 м; S₂=0,6•25=15м; S₃=H=25м;

3)Определяем величину притока для БВГ:

Q=.

Q₁== 733,3 м³/сут.

Q₂== 1207,7 м³/сут.

Q₃==1437,8 м³/сут Расчет депрессионной кривой для БВГ.

Расчет осуществляется по формуле.

y=;

где h-динамический напор у стенок выработки; R-радиус депрессионной воронки; r-радиус выработки; S-понижение уровня воды в выработке; хпроизвольное значение изменяющееся от r до R.

Принимаем Н=25м; h=5м; S=20м.

x₁=R•0,2=949•0,2=189,8 м.

x₂=R•0,4=949•0,4=379,6 м.

x₃=R•0,6=949•0,6=569,4 м.

x₄=R•0,8=949•0,8=759,2 м.

y₁= =м;

y₂==м;

y₃==м;

y₄== м;

Движение напорных вод к совершенной вертикальной дрене.

Данные для выполнения расчетов:

Выполнить расчет притоков при трех значениях понижений. S₁=0,3H; Q₂; S₂=0,6; Q₃; S₃=H. Hстатический напор. Н=32,0 м.

k_ф=12 м/сут — коэффициент фильтрации;

m=6 м — мощность водоносного пласта.

r=1 м — радиус выработки;

R=1,5 — радиус влияния дрены, м,.

— коэффициент пьезопроводности равен 2,2•10⁵ м²/сут. Допустим, что мы производим откачку воды из СКВ.№ 15 втечении 40 суток. Время, для которого определяется радиус влияния t= 40 суток.

1)Определяем радиус влияния дрены:

R==1,5=4450м.

2)Определяем величину понижения воды в выработке:

S₁=0,3•32,0=9,6 м; S₂=0,6•32,0=19,2 м; S₃=H=32,0 м;

3)Определяем расход подземных вод к выработке через сечение S:

Q= ;

Q₁==м³/сут.

Q₂==м³/сут.

Q₃==м³/сут.

Расчет депрессионной кривой для НВГ Расчет осуществляется по формуле.

y=h+S•;

где h-динамический напор у стенок выработки; R-радиус депрессионной воронки; r-радиус выработки; S-понижение уровня воды в выработке; хпроизвольное значение изменяющееся от r до R.

Принимаем Н=32,0 м; h=10м; S=22м.

x₁=R•0,2=4450•0,2=890,0 м.

x₂=R•0,4=4450•0,4=1780,0 м.

x₃=R•0,6=4450•0,6=2670,0 м.

x₄=R•0,8=4450•0,8=3560,0 м.

y₁=10+22•= м;

y₂=10+22•=23,3 м;

y₃=10+22•=24,1 м;

y₄=10+22•=24,6 м;

4. Расчет осадки горных пород Уплотнение пород возникает, если величина прилагаемой внешней нагрузки Р_внешн. больше величины структурных связей между частицами породы (сцепление) Р_с .

Расчет ведем по следующим формулам:

?Р_депр.=Р₁ — Р₂ =г_в•h_в;

;

где е₁=0,81%; е₂=0,67%; - пористость пород. h=5м; - мощность (толщина образца) пород. h_в=26,5м — высота столба воды.

?Р_депр.=1•26,5=26,5 т/м² =2,65кг/см² .

=0,053.

=0,03.

5. Оценка вероятности прорыва напорных вод в горную выработку Для определения вероятности прорыва напорных вод в горную выработку, необходимо ввести величину — коэффициент бокового давления. Он показывает, какая доля вертикальной нагрузки передается в горизонтальном направлении. При расчете безопасной величины напора величину принимаем равной 0,4.

Н_без=.

где h_гл— мощность глинистого пласта, h_гл=5м; г_гл — плотность глины, г_гл=2,5кг/см³;? — коэф. бокового давления, ?=0,4; с — сцепление горных пород, с=2,08 кг/см²; ?? — угол внутреннего трения, ??=28°; l — ширина основания выработки, принимаем l=6м.

Н_без=.

Рис. 1. Фрагмент гидрогеологического разреза.

Полученную величину Н_без сравним с реальнодействующим напором, величина которого равна 20,5 м. Из расчетов видно, что величина реально действующего напора превышает величину безопасного напора. Вывод: возможен прорыв.

5. Предельная точность масштабов.

Предельной точностью масштаба является натуральное расстояние равное 0,1 мм в масштабе плана (карты).

6. Оценка параметров водно-физических свойств горных пород Образец сухой породы V_о=56 см³ и массой q_о=99,67 г после высушивания при температуре 105° С занимает объем V_с= 28,22 см³ и весит q_c = 75,62 г. Определить плотностьг, плотность сухой породыг_с, плотность минеральных частиц ?, пористость n, коэффициент пористости е, весовую влажность W_в, объемную влажность W_о, и коэффициент водонасыщения G.

1) Определяем плотность горной порды г=.

2) Определяем плотность сухой породы, которая численно равна отношению массы q_c скелета к ее объему ?_о

г_с= г/см³

3) Определяем плотность минеральных частиц, которая численно равна отношению массы минеральных частиц (скелета) q_c к их объему V_с

Д=.

4) Находим объем пор имеющихся в породе.

V_n =V_o-V_c

V_n= 56−28,22=27,28 см³

5) Определяем величину пористости, который численно равен отношению объема V_n пор к объему породы V_о

n==.

6) Определяем коэффициент пористости равный отношению объема пор V_пк объему минеральных частиц V_с

е==.

7) Вычисляем массу воды используя ее плотность с_воды =1г/см³

q_в=(q_o -q_c)•1= 99,67−75,62=24,05 г.

8) Находим весовую влажность равная отношению массы воды к массе сухой породы.

W_в=.

9) Вычисляем объем воды содержащейся в породе.

V_в===24,05 см³

10) Определяем объемную влажность, которая численно равна отношению объема воды в породе V_в к объему породы V_о

W_о=.

7. Сводная инженерно-геологическая колонка.