采空区积水量计算公式
探放老空区积水设计
探放老空水设计及安全技术措施本矿回采工作面9105、9107工作面进回风顺槽工作面东南方向存在老空区，根据生产技术科技术人员调查和我矿有关地质报告等资料考证，确定9105回采工作面和9107进回风顺槽附近有老空区距积水。
为了加强本矿9105、9107工作面的防治水工作，确保9105、9107工作面回采时的安全。
根据《煤矿防治水规定》以及国家有关法律、法规的要求，我矿安全生产领导组决定在9105、9107工作面回采前，对该老空区的积水进行探放。
为确保探放水工作正常有序，特编制本设计及安全技术措施如下：一、探水区地质概况1、概况本工作面所属区域位于鄂尔多斯断块、兴县～石楼南北向褶带的东侧，与离石～中阳菱形复向斜相邻，地层总体倾向南西，呈一单斜构造，由东向西出露地层依次有古生界奥陶系碳酸盐岩、石炭系、二叠系、三叠系碎屑岩和新生界松散岩层。
区域地貌可划分为：剥蚀构造中、低山区、剥蚀堆积黄土丘陵区和侵蚀堆积的河流谷地三种地貌形态。
区域深部奥陶系岩溶地下水属柳林泉域水文地质单元。
柳林泉出露于吕梁市柳林县城东约3km的薛家湾－寨东村三川河河谷中，为侵蚀溢流泉，泉域面积6080.54km2，其中灰岩出露面积1238km2，由大小近百个泉点组成。
泉区东西长2.4km，南北宽0.8km，分布面积约2km2，出露地层为奥陶系中统。
泉水出露标高790～801m，单泉流量最大为60L/s，小者泉流量呈流线。
群泉流量 1.27～4.69m3/s，多年平均3.19m3/s（1956～2003），20世纪90年代以后，泉水流量衰减明显，1991～2003年的年平均流量仅1.97m3/s。
泉水温度15～21℃，水质类型复杂。
溶解性总固体为370～1850mg/L。
本井田位于该泉域的径流区（见柳林泉域图）。
区域地表水属黄河流域的三川河水系，季节性沟谷地表水由南向北汇入三川河，三川河由东向西径流，于柳林城西注入黄河，年平均流量2.88亿m3。
照金矿业公司201采空区积水参数估算
照金矿业公司201采空区积水有关参数估算一、201采空区概况201采空区位于照金煤矿井田西部、二采区区段巷中部，是二采区第一个采空区，东与二采区轨、皮、回3条主要大巷相连，西至井田边界煤层0边界线，南部为未开采煤层，北部紧邻202综放工作面。
煤层总体为一倾向北西的单斜构造，整体起伏变化不大，煤层厚度8-11.2m，平均9.0m，倾角0～5°。
201工作面始采时间为2013年11月12日，结束时间为2015年3月15日。
地面标高1620m -1802m。
煤层标高为1122m-1140m；201工作面设计长度1542m，回采长度1394m，倾向宽124.5m，埋深为498m-662m。
矿井煤层回采获得的冒裂带发育高度为17.69-60.83m，平均40.43m。
导水裂隙带最大冒落带高度66.8m。
201采空区密闭后，密闭墙位臵顶、底板高程分别为：运顺1127.0m和1123.0m，回顺1134.2m和1131.0m；在运顺密闭墙底板处并排安装直径为108mm排水管4根，在其紧邻上部安装直径为219mm排水管1根,用来排放201采空区的积水。
二、201采空区积水通道分析1、根据矿井水文地质条件分析，矿井主要的充水水源包括大气降水、地下水和老空区积水。
大气降水主要通过沟谷区含水层露头进行入渗补给，间接成为矿井的涌水来源，出露面积小，入渗水量少，基本对矿井不会产生危害。
但是，大气降水可能通过井下采空区形成的裂隙和塌陷下渗，直接进入矿井形成涌水，如果是暴雨期，可能造成大的涌水。
2、地下水包括延安组和直罗组砂岩含水层水。
延安组和直罗组砂岩含水层属于弱富水含水层，将通过采动裂隙直接进入矿井，成为日常生产涌水的主要组成部分之一，但是由于水量小，对矿井生产的影响小，基本可通过日常工作进行疏放防治。
但根据矿井118工作面的突水情况，可知在某些特定情况下，上覆的砂岩含水层可能存在一些富水区，一旦矿井回采过程中导通这些富水区，富水区的水就会从顶板涌入。
矿井防治水文常用计算公式
矿井防治水文常用计算公式目录一、突水系数公式： (1)二、底板安全隔水层厚度(斯列沙辽夫公式)： (2)三、防水煤柱经验公式： (2)四、老空积水量估算公式： (3)五、明渠稳定均匀流计算公式： (4)六、矿井排水能力计算公式： (4)㈠矿井正常排水能力计算： (4)㈡抢险排水能力计算： (5)㈢排水扬程的计算： (5)㈣排水管径计算： (5)㈤排水时间计算： (6)㈥水仓容量： (6)七、矿井涌水量计算： (6)八、矿井水文点流量测定计算方法： (7)㈠容积法： (7)㈡淹没法： (7)㈢浮标法： (7)㈣堰测法： (7)九、浆液注入量预算公式： (8)十、常用注浆材料计算公式及参数： (9)㈠普通水泥主要性质： (9)㈡水泥浆配制公式： (9)㈢水玻璃浓度 (10)㈣粘土浆主要参数： (10)十一、钻探常用计算公式： (10)十二、单孔出水量估算公式： (11)十三、注浆压力计算公式： (11)十三、冒落带导水裂隙带最大高度经验公式表 (12)十四、煤层底板破坏深度计算公式 (12)十五、巷道洞室围岩塑性破坏圈厚度计算 (14)一、突水系数公式：㈠定义：每米有效隔水层厚度所能承受的最大水压值。
㈡公式：Ts＝P/(M-Cp-Dg)式中：Ts—突水系数（MPa/m）；P—隔水层承受的水压（MPa）；M—底板隔水层厚度（m）；Cp—采矿对底板隔水层的扰动破坏深度（m）；Dg—隔水层中危险导高（m）。
㈢公式主要用途：1.确定安全疏降水头；2.反映工作面受水威胁程度。
富水区或底板受构造破坏块段Ts大于0.06MPa/m；正常块段大于0.1MPa/m为受水威胁。
㈣参数取值依据：Ts—常用工作面最大突水系数。
一般按工作面最高水压，最薄有效隔水层厚度计算，或者对工作面分块段计算最大突水系数，取最大一个值作为工作面的最大突水系数。
P—最大水压的取值，一般根据工作面内或附近井下或地面钻孔观测水位与工作面最低标高计算而得，水压值计算至含水层顶面。
采空区积水量估算表
采空区积水量估算表4.采(古)空区积水情况⑴积水计算方法采空区积水量采用《矿井安全手册》老空区积水量估算公式Q=W·M·F/cosα估算：其中： Q—相互连通的各积水区总积水量(m3)K—采空区的充水系数，本次采用0.15M—采空区的平均采高或煤厚(m)F—采空区积水的投影面积(m2)α—煤层倾角(°)⑵本井田采(古)空区积水情况：据调查，本井田内主要为2、6号煤层采空区分布积水，上部1号煤层与2号煤层间距5.59m左右，其采空区水基本沿下部2号煤层采空后顶板导水裂隙下渗入2号煤层采空区内。
关于下部11号煤层，虽已进行少量开拓，分布有很少量巷道和极小范围采空区。
因采空时间不长，且面积很小，基本无积水。
井田2、6号煤层采空区积水情况详见表4-1。
2号煤层：本井田采(古)空区积水量约77892m3，相邻矿积水量约13736m³。
采空区积水量估算结果表表4-113736m3；6号煤层：本井田采(古)空区积水量约27285m3，相邻矿积水量约6451m3；11号煤层：本井田采空区积水量约1815m3。
⑶周边煤矿采空区积水情况：据调查，本井田北部相邻城峰煤业有限公司和汪沟煤业有限公司现开采区相距本井田较远，目前在本井田邻近无采空区分布。
井田西北相邻原杏元煤矿(已关闭)曾越界进入本井田开采6号煤层，在本井田内及边界附近分布有采空区及3处积水区，合计积水量3210m3。
西北边界外原桃沟煤矿(已关闭)，在本井田边界处分布有1、2、6号煤层采空区，因其采空区与本井田1、2、6号煤层古窑破坏区均已贯通相连。
致其采空区积水均渗入本井田相对低的古窑破坏区内。
而井田西南部相邻的原灵石八一一煤矿，在本井田边界处亦分布有1、2、6号煤层采空区，其中2号煤层1处积水区，积水量13736m3，6号煤层1处积水区，积水量5596m3。
上述邻矿采空区积水将对本矿生产安全存在一定影响。
1502采空区积水探放设计分解
1502采空区积水探放水设计说明一、目的依据1504回风顺槽迎面左帮，距1502采空区留有12米的煤柱，1502采空区内有存积水。
对施工的1504回风槽掘进构成威胁。
为消除这一威胁，要求巷道在掘进过程中采用探放水方法，超前探明掘进工作面前方和左帮的水情，并根据水量、水压大小有控制地将水放出，而后再进行采掘作业，以保证安全生产。
二、概况（一）探放水工作面周围地质及水文地质情况概述1、积水范围1502采空区积水上线标高：+1427米，下线标高：+1381米。
东以1502切眼为界，西以1502停采线为界。
2、积水量由上积水范围得出1502采空区积水量为12629m3。
具体积水量计算如下：积水范围上为1502回风顺槽下帮，下为1502运输顺槽下帮，右为切眼，左为1410m水平。
平均煤厚2.3，倾角10°，平面积21630m2。
积水计算公式：Q采=αcos FMK⨯⨯（m3）；式中Q采——采空区积水量；K——采空区的充水系数，取值0.25；M——采空区的平均采高线或煤厚（m）；F——采空积水区的水平投影面积（m2）；——煤层倾角（°）；当K取0.25时，将上述参数代入公式得：12629m3。
3 水头高度1502采空区积水上界限为1410m标高，1502运输顺槽最低点底板标高为1381m，水头高度为29m。
4、积水水源积水水源为1502工作面采空区及顶、底板水。
5、出水量及正常涌水量1502采空区在原临时水仓密闭前留设反水槽，反水槽涌水量较小；在1502工作面回采过程中，1202采空区水已基本疏干，预计有较小的淋滴水。
（二）探放水方案、方法选择及依据探放1502采空区积水采取在煤巷中施工探放水工程，即在1504回风顺槽（风4号导线点）前20m处开始在里帮施工钻孔，按垂高每5米施工一个钻孔，进行打钻探放水（具体位置见附图），1504回风顺槽距原1502运输顺槽煤柱13m，在1504回风顺槽施工过程中，巷道里帮煤层干燥，未出现水珠及淋水现象。
采空区积水量计算方法研究与应用
2019年第12期（总第171期）ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2019年12月实践运用采空区积水量计算方法研究与应用温思南(同煤集团同家梁矿，山西大同037000)摘要：水害是影响煤矿安全生产的重要因素之一。
以大同煤矿集团同家梁矿14-2*层404盘区和406盘区采空区积水为研究对象，为保证下伏同忻矿顺利安全生产，采用瞬变电磁勘探方法与直流电法相结合的联合探测方法，快速准确判断出了积水的范围，并利用钻探方法准确推断出积水面积，再通过观测抽排水过程中探放水孔内水位的变化，分析得出了老空区积水情况。
关键词：采空区；积水量；计算方法；积水系数中图分类号：TD745文献标识码：A文章编号：2095-0802-(2019)12-0180-02Research and Application of Calculation Method for Goaf Water Accumulation QuantityWEN Sinan(Tongjialiang Coal Mine,Datong Coal Mine Group,Datong037000,Shanxi,China)Abstract：Water damage is one of the important factors affecting coal mine safety production.Taking the goaf water accumulation of the404area and the406area of the14-2#layer of the Tongjialiang Coal Mine of Datong Coal Mine Group as the research object,in order to ensure the smooth and safe production of the underlying Tongxin Coal Mine,the joint detection method of the combination of transient electromagnetic exploration method and direct current method was adopted,by which the range of water accumulation was quickly and accurately judged.The water accumulation area was accurately inferred by useing the drilling method.Then,by observing the change of the water level in the water hole during the pumping and drainage process,the goaf water accumulation was analyzed and obtained.Key words:goaf;water accumulation quantity;calculation method;water accumulation coefficient0引言山西大同地区大部分煤田属于侏罗系煤田，该类煤田存在开采时间久、采空区分布广以及多煤层开采等特点，特别是像同家梁矿这样的老矿，开采年代久远、采掘资料不全等特点尤为明显，致使积水情况难以掌握，这对同家梁矿下伏同忻矿的开采造成了巨大的水患威胁。
煤矿采空区积水量估算方案
贵州博鑫矿业股份有限公司水城县都格河边煤矿老系统采空区积水量计算方案矿长：胡瑞华总工程师：王国忠安全矿长：李华关生产矿长：罗顺军机电矿长：袁明海编制单位：地测科编制日期：2017-7-15水城县都格河边煤矿老系统采空区积水量计算方案一、原河边煤矿基本情况概述都格河边煤矿由原生产的河边煤矿技改而成，原河边煤矿（以下简称“老系统”）于2005年关闭，原开拓方式斜井开拓，布置有主井和风井，老系统水仓标高+930m，老系统主采煤为5-2#煤层和7#煤层，煤层特征如下；5-2煤层：倾角24°，距4煤层6～8m。
厚1.20～1.74m，平均厚1.44m，全矿区可采；含有0.00-0.31m的泥岩夹矸1层。
稳定型煤层。
顶板：为泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，上部一般为粉砂岩或细砂岩。
底板：直接底板为泥岩，其下一般为粉砂质泥岩，夹粉砂岩及泥质粉砂岩。
7煤层：倾角24°，距5-2煤层32～38m。
厚1.95～3.52m，平均厚2.68m，全矿区可采，单一结构。
较稳定型煤层。
5#煤层布置有10501采煤工作面和10502采煤工作面，10501采煤工作面位于老系统主井石门以东，走向长度约320m，倾斜长度50m，开采面积16000m2。
10502采煤工作面位于老系统主井石门以西，走向长度约180m，倾斜长度50m，开采面积9000m2，工作面运输巷标高+958.2m。
7#煤层布置有10701采煤工作面和10702采煤工作面，10701采煤工作面位于老系统主井石门以东，走向长度约300m，倾斜长度40m，开采面积12000m2。
10702采煤工作面位于老系统主井石门以西，走向长度约300m，倾斜长度平均35m，开采面积10500m2。
工作面运输巷标高+936.3m。
二、老系统积水量计算查《煤矿防治水规定释义》老空区积水量Q估算公式如下；Q=K·M·S/cosα：公式1式中：Q—相互连通的各积水区总积水量(m3);K—采空区的充水系数，本次采用0.15;M—采空区的平均采高或煤厚(m);S—采空区积水的投影面积(m2);α—煤层倾角(°);1、10501采空区积水（Q积5-1）计算；积水面积、煤层倾角、厚度已知，代入公式1得；Q积5-1=0.15×1.44×16000÷cos24=3783m32、10502采空区积水（Q积5-2）计算；积水面积、煤层倾角、厚度已知，代入公式1得；Q积5-2=0.15×1.44×9000÷cos24=2128m3 3、10701采空区积水（Q积7-1）计算；积水面积、煤层倾角、厚度已知，代入公式1得；Q积7-1=0.15×2.68×12000÷cos24=5280m3 4、10702采空区积水（Q积7-2）计算；积水面积、煤层倾角、厚度已知，代入公式1得；Q积5-1=0.15×2.68×10500÷cos24=4620m3 5、积水情况统计表。
井下采空区积水量分析7.26
井下采空区积水量分析7月21日，地表强降雨部分灌入井下，致使井下涌水量急剧增大。
从井下各密闭墙出水情况来看，主要积水区域在1203、1202、1201、1401采空区，截止7月26日8点，井下向地面共排出水76487m³。
其中中央水泵房排水62717m³，二采区水泵房排水13770m³。
一、基本情况（一）降雨情况7月21日02:30分至7:45分，天降中到大雨，经测定，该时段降雨量38.5mm；7:45-10:05分，降雨量28.4mm；10:05-11:55分，降雨量32mm；11:55-13:12分，降雨量16.5mm；13:12-14:40分，降雨量18mm；14:40-15:55分，降雨量1mm。
7月21日总降雨量134.4mm，是历年最大日降雨，山洪泛滥，河水暴涨。
（二）井下排水情况（21－25日）7月21日：1、二采区水泵房开泵3.17h共排水776.09m³2、一采区各密闭墙排水量统计：①1203回顺闭墙排水量约140m³/h×15h=2100m³②1401运顺密闭排水量约60m³/h×15h=900m³③1402运顺600m处，1201采空区探放水钻孔排水量约120m³/h×7h=840m³④1402工作面涌水量约150m³/h×16h=2400m³3、矿井主泵房排水量统计约为1568m³矿井7月21日总排水量约为2344.09m³（776.09m³+1568m³=2344.09m³）7月22日：1、二采区水泵房开泵2.17h共排水486.77m³2、一采区各密闭墙排水量统计：①1402工作面600m处，1201采空区探放水钻孔排水量约70m³/h×10.75h＝752.5m³（00:00—10:45）②1402工作面安设两台泵，排水量约为1496m³⑴100m³/h×12h×85%＝1020m³⑵70m³/h×8h×85%＝476m³③1401运顺闭墙排水量60m³/h×24h＝1440m³④1203回顺闭墙排水量约140m³/h×24h＝3360m³⑤1201回顺闭墙排水量约60m³/h×24h＝1440m³⑥1202回顺闭墙排水量约60m³/h×24h＝1440m³3、一采区水泵房排水量统计约为14965m³①矿井主泵房排水量统计约为11033m³②三台应急水泵排水量统计约为3932m³（150m³/h×1.42h×85%＝181m³、100m³/h×14.83h×85%＝1258m³、200m³/h×14.66h×85%＝2493m³）矿井7月22日总排水量约为15451.77m³（486.77m³+14965m³=15451.77m³）7月23日：1、二采区水泵房24h共排水4424m³2、一采区各密闭墙排水量统计：①2煤辅运下山密闭墙、2煤回风下山密闭墙涌水量约45m³/h×24h＝1080m³②1203运顺闭墙涌水量约35m³/h×24h＝840m³③1203回顺闭墙涌水量约4920m³⑴140m³/h×24h＝3360m³⑵60m³/h×24h＝1440m³⑶5m³/h×24h＝120m³④1201回顺闭墙涌水量约4320m³⑴130m³/h×24h＝3120m³⑵50m³/h×24h＝1200m³⑤1202回顺闭墙涌水量约70m³/h×24h＝1680m³⑥1401运顺闭墙涌水量约6664m³⑴140m³/h×23.6h＝3304m³⑵140m³/h×24h＝3360m³⑦1402回顺口排水量约70m³/h×24h×85%＝1428m ³3、一采区水泵房排水量统计约为17372m³①矿井主泵房排水量统计约为13185m³②三台应急水泵排水量统计约为4187m³（150m³/h×7.5h×85%＝957m³、100m³/h×11h×85%＝935m ³、200m³/h×13.5h×85%=2295m³）矿井7月23日总排水量约为21796m³（4424m³+17372m³=21796m³）7月24日1、二采区水泵房24h共排水4338m³2、一采区各密闭墙排水量统计：①2煤辅运下山密闭墙、2煤回风下山密闭墙涌水量约18m³/h×24h＝432m³②1203运顺闭墙涌水量约10m³/h×24h＝240m³③1203回顺闭墙涌水量约为4440m³⑴130m³/h×24h＝3120m³⑵50m³/h×24h＝1200m³⑶5m³/h×24h＝120m³④1201回顺闭墙涌水量约4320m³⑴130m³/h×24h＝3120m³⑵50m³/h×24h＝1200m³⑤1202回顺闭墙涌水量约70m³/h×24h＝1680m³⑥1401运顺闭墙涌水量约6524m³⑴140m³/h×22.6h＝3164m³⑵140m³/h×24h＝3360m³⑦1402回顺口排水量约70m³/h×24h×85%＝1428m ³3、一采区水泵房排水量统计约为15001m³①矿井主泵房排水量统计约为9901m³②三台应急水泵排水量统计约为51m³（150m³/h×20h ×85%＝2550m³、100m³/h×15h×85%＝1275m³、200m ³/h×7.5h×85%=1275m³）矿井7月24日总排水量约为19339m³(4338m³+15001m³=19339m³)7月25日1、二采区水泵房17.9h共排水3227m³2、一采区各密闭墙排水量统计：①2煤辅运下山密闭墙、2煤回风下山密闭墙涌水量约18m³/h×24h＝432m³②1203回顺闭墙涌水量约为50m³/h×24h＝1200m³③1202回顺闭墙涌水量约30m³/h×24h＝720m³④1401运顺闭墙涌水量约100m³/h×24h＝2400m³3、一采区水泵房排水量统计约为14531m³①矿井主泵房排水量统计约为12393m³②两台应急水泵排水量统计约为2138m³（150m³/h×5.7h×85%＝727m³、200m³/h×8.3h×85%=1411m³）矿井7月25日总排水量约为17758m³(3227m³+14531m³=17758m³)二、水害分析这次降雨，形成山洪沿主沟（西沟）道通过地表裂缝、塌陷区汇入井下地段可大致划分为三段：第一段：赵寨人造拦洪坝至2201工作面运顺地表段；第二段：地表沟道从2201工作面至1203工作面地表段；第三段：地表沟道从1203工作面至1401工作面地表段。