矿井涌水量的大小不仅是对煤田建设进行技术经济评价、合理开发的重要指标，更是矿井生产设计部门制定采掘方案、确定矿井排水能力和制定疏干措施的主要依据。因此，正确地预计矿井涌水量是矿井水文地质工作的重要任务之一。
矿井涌水量预测评述
由于普遍存在的水文地质参数难于准确确定，矿井涌水量预测是矿井防治水工作中最重要也最困难的问题。目前在矿井涌水量预测方面，发展较为迅速的有限元法和人工神经网络法、灰色控制系统理论法；计算矿井涌水量使用较为广泛的还属解析法、水文地质比拟法、相关分析法和应用Bernoulli方程等。对这些预测方法研究分析，可以更准确地预测矿井涌水量。
1.矿井涌水量预测方法
（1）有限元法：有限元法是解地下水运动偏微分方程的主要数值方法。它具有以下特点：使用灵活的网格，便于处理曲线边界和放稀、加密结点；生成的结点方程对所有结点都高度统一；生成的导水系数矩阵对称、正定，便于用平方根法求解；便于处理各向异性。中国矿业大学（北京）武强教授首次将“拟三维”数值模拟与优化管理技术应用于焦作演马庄矿，这项技术，不仅可以对不同开采水平的矿井涌水量作出预测，而且可以模拟断层（裂隙）型煤层底板突水通道的具体空间展布位置和确定其通道的水文地质参数以及预测通道的涌水量。该方法对煤层底板突水灾害的预测基本上达到了定量化的要求。
（2）人工神经网络法：以能够同时处理众多影响因子与条件的不准确信息问题著称的人工神经网络（ANN）技术，在复杂水文地质条件的煤层底板突水预测上，具有独特的优越性。控制矿井涌（突）水的主要因素有充水水源和充水通道。充水水源主要包括大气有效降水（年降水量大小及季节性变化、降水性质与矿区地形、煤层埋藏与上覆岩层的透水性）、含水层水（含水层岩性、空隙性、含水层分布、厚度与补给条件）、地表水（地表水体性质与规模、地表水体与充水含水层间的水力联系和地表水体与矿井开采深度的相对位置和二者间岩层的透水性关系）和老窑水等。充水通道主要包括构造断裂带（或喀斯特发育带）、开采冒落导水裂隙带、底板隔水层扰动破坏裂隙带和人工导水通道等。将这些充水水源和充水通道作为输入层结点的神经元，经过隐含层，输出到输出神经元结点上（神经元结点为矿井涌水量）。其向后传播神经网络的预测模型如图3-34矿井涌（突）水量预测BP网模型所示。经过对该预测模型进行多个涌水实例的训练，此时该模型就具有了矿井涌水的知识，则该模型将可应用于实际矿井涌（突）水预测。
图3-34 矿井涌（突）水量预测BP网模型
（3）相关分析法：相关分析法主要包括相关因素的选择和回归方程的建立。南方矿区涌水量多与降水量、采煤面有关，并且用相关分析法取得了较多成功的范例。而北方矿区则不然。焦作矿区是典型的北方煤矿区，降水过后20～40天，水位才逐渐回升到峰值，但涌水量因降水变化并不大。矿井涌水量与大气降水并不密切，与巷道长度、开采面积少有关系，用相关分析法并不多，演马庄矿用于煤层底板突水分析。演马庄矿与断层无直接关系的底鼓出水在煤层底板突水中占了较大比例，对于这一类煤层底板突水若使用：Ts=P/M，可以发现Ts值随煤层底板突水点埋深增大而增大，假设它们服从正态分布的话，非线性回归结果表明，表达式Ts=-22.814+5.8981nH的回归效果最佳。式中H为煤层底板突水点的埋深值，计算相关系数0.9823，数据最大误差小于1.0%。
（4）水文地质比拟法：比拟条件是以开拓水平或邻近的水文地质条件、开拓方式与延深水平相似为依据来预计延伸水平的涌水量。顶板水量根据焦作矿区实际情况，顶板砂岩水量随采煤面积的增加而有所增加，采用Q2=Q1×F2/F1。Q2×F2为未知水量和要预计区面积，Q1、F1为已知水量和面积。煤层底板L8灰岩水量根据焦作矿区钻孔抽水资料和排水试验，涌水量与降深存在平方根关系，
（5）解析法：计算巷道竖井都有各自的计算公式，这里主要讨论“大井法”。由于巷道系统面积大且形状复杂，因此在计算涌水量时，可把复杂的巷道系统假想成一个与巷道系统面积相等的大井在工作。此时，整个巷道系统的涌水量就相当于井的涌水量，就可将垂直集水建筑物的公式用于计算巷道系统的涌水量。此方法较简单，经实践检验常有较满意的结果。因此在生产上广为应用。焦作矿区计算L8灰岩水，采用Q=2.73KMS/1g（R0/r0），r0引用半径，R含水层抽水时的影响半径，R0引用影响半径（R0=R+r0），K渗透系数，M含水层厚度，S预计降深。
（6）应用Bernoulli能量方程：喷水钻孔法计算涌水量，据中国矿业大学在华北某矿研究，钻孔成孔后用堰测法计算，钻孔涌水量为544m3/h，采用
2.矿井涌水量预测中的几个问题
正确地预计矿井涌水量至今仍是一项复杂和困难的工作，其原因是：①人们对复杂的自然条件（地质、水文地质）认识有局限性；②对开采活动引起地下水天然动态的变化认识不足；③地下水向井巷运动过程中，无论在空间上或时间上均呈现出复杂的运动形式，且在计算方法上常将自然条件理想化和简单化，因而影响计算结果的精度。
（1）系统透彻分析水文地质条件：系统透彻分析水文地质条件，是正确预计矿井涌水量的基础。焦作演马庄矿1903l工作面L8灰岩煤层底板突水Qmax=4.3m3/min，略有减少达3.0m3/min左右持续了几个月。峰值水量一定，其静储量一定，并且补给不足，但有一定补给量。因此，在预计该工作面下部27011工作面煤层底板突水量时，预计3.5m3/min，应该小于4.3m3/min，大于4.3m3/min的可能性不大，结果在原煤层底板突水点下部27011运输巷再次煤层底板突水Qmax=3.7m3/min，预计结果基本正确。
（2）精心采集水文地质数据：水文地质参数的取得正确与否，是涌水量预测的关键。比如考虑焦作演马庄西部韩王东部这一喀斯特水文地质单元时，二水平会袭夺一水平L8灰岩水。二二采区的K、R、r0值就应综合考虑。应该将煤层底板突水点反求法、注水试验、抽水试验、幅射流等求出的K值综合评价。同一煤层底板突水水源通道，对于抽水、注水这一相反水文地质试验，K值相差较大；R值更应考虑到水文地质边界条件；r0取值应该包括F3断层以下面积，该采区的涌水量预测有待进一步验证。
合理选择适当的预测方法，善于利用先进的技术手段，系统透彻分析水文地质条件，精心采集水文地质参数，是正确预计矿井涌水量的前提，是搞好矿井防治水工作的基础。