煤矿出 涌水量的几种测量方法
矿坑涌水量的常用预测方法
吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学§10.4矿坑涌水量预测一、矿坑涌水量预测的内容、方法、步骤与特点（一）矿井涌水量预测的内容及要求矿坑涌水量预测是一项重要而复杂的工作，是矿床水文地质勘探的重要组成部分。
矿坑涌水量是指矿山开拓与开采过程中，单位时间内涌入矿坑(包括井、巷和开采系统)的水量。
通常以m 3/h 表示。
它是确定矿床水文地质条件复杂程度的重要指标之一，关系到矿山的生产条件与成本，对矿床的经济技术评价有很大的影响。
并且也是设计与开采部门选择开采方案、开采方法，制定防治水疏干措施，设计水仓、排水系统与设备的主要依据。
因此，在矿床水文地质调查中，要求正确评价未来矿山开发各个阶段的涌水量。
其内容与要求包括可概括为以下四个方面：（1）矿坑正常涌水量：指开采系统达到某一标高(水平或中段)时，正常状态下保持相对稳定的总涌水量，通常是指平水年的涌水量。
（2）矿坑最大涌水量：是指正常状态下开采系统在丰水年雨季时的最大涌水量。
对某些受暴雨强度直接控制的裸露型、暗河型岩溶充水矿床来说，常常还应依据矿山的服务年限与当地气象变化周期，按当地气象站所记录的最大暴雨强度，预测数十年一遇特大暴雨强度产生时，可能出现暂短的特大矿坑涌水量，作为制订各种应变措施的依据。
（3）开拓井巷涌水量：指包括井筒(立井、斜井)和巷道（平、平巷、斜巷、石门)在开拓过程中的涌水量。
（4）疏干工程的排水量：是指在规定的疏于时间内，将一定范围内的水位降到某一规定标高时，所需的疏干排水强度。
对于地质勘探阶段来说，主要是进行评价性的计算，以预测正常状态下矿坑涌水量及最大涌水量为主。
至于开拓井巷的涌水量预测和专门性疏干工程的排水量的计算，由于与矿山的生产条件密切相关，一般均由矿山基建部门或生产部门承担。
（二）矿坑涌水量预测的方法根据当前矿床水文地质计算中常用的各种数学模型的地质背景特征极其对水文地质模型概化的要求，可作如下类型的划分：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧-混合型模型水均衡法有限差法有限元法数值解非稳定井流公式稳定井流公式—井流方程—解析解确定模型回归方程曲线方程非确定性统计模型数学模型分类s Q（三）矿坑涌水量预测的步骤矿坑涌水量预测是在查明矿床的充水因素及水文地质条件的基础上进行的。
矿井涌水量预测的几种常用方法对比——以宁夏宁东煤田鸳鸯湖矿区麦垛山煤矿11采区水文地质补勘为例
板直罗组底部砂岩 含水 层进行 了涌水量预测 。通过各种方法 的分析 比较 ， 最后推荐采 用最 小二乘 比拟法预算结果
做最终矿井涌水量 。
关键词 ： 矿井突水 ； 涌水量预测 ； 方法 比较 ； 参数选择 ； 宁东煤 田
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｄ ７ ４ ２ 文献标识码 ： Ａ
Ｃｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｏ ｍｍ ｏ ｎ ｌ ｙ Ｕｓ ｅ ｄ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｉ ｎ Ｍｉ ｎ ｅ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｉ ｎ ｌｏ ｆ ｗ Ｐｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
（ Ｔ ｈ ｅ Ｆ ｏ ｕ ￣ ｈ Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ａ ｍ， Ｃ Ｎ Ａ Ｃ Ｇ ， Ｈ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ， Ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ ０ ５ ６ ０ ０ １ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｍａ ｎ ｙ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ｃ ｏ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ｓ ， ｐ ｌ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｕ ｌ ｃ ｏ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｆ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｔ ｏ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｉ ｔ ｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｒ ｆ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｔ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｒ ｕ ｓ ｈ
Ｅｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｙｕ ａ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ ｈ ｕ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ａｒ ｅ ａ ， Ｎｉ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｃｏ ａ ｌ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ， Ｎｉ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ Ｌ ｉ Ｒｏ ｎ ｇ ， Ｌ ｉ Ｘｉ ｂ ｉ ｎ ， Ｗａ ｎ ｇ Ｂ ａ ｏ ｃ ｈ ｅ ｎ ， Ｌ ｉ ｕ Ｘｕ ｅ ｘ ｉ ａ ｎ ａ ｎ ｄ Ｌ ｉ Ｙｕ ｋ ｕ ｎ
矿井涌水观测制度
矿井涌水观测制度矿井涌水量观测是矿井水文地质工作的基础，对矿井防治水工作具有很重要的指导意义，对矿井水水源、补给通道、主要水患类型等分析也有指导作用，结合本矿实际情况制定本制度。
一、矿井应当建立地下水动态监测系统，对井田范围内主要充水含水层的水位、水温、水质等进行长期动态观测，对矿井涌水量进行动态监测。
二、应当加强矿井涌水量观测和水质监测。
矿井应当分水平、分煤层、分釆区设观测站进行涌水量观测，每月观测次数不得少于3次。
对于涌水量较大的断裂破碎带、陷落柱，应当单独设观测站进行观测，每月观测1〜3次。
水质的监测每年不得少于2次，丰、枯水期各1次。
涌水量出现异常、井下发生突水或者受降水影响矿井的雨季时段，观测频率应当适当增加。
对于井下新揭露的岀水点，在涌水量尚未稳定或者尚未掌握其变化规律前，一般应当每日观测1次。
对溃入性涌水，在未查明突水原因前，应当每隔1〜2h观测1次，以后可以适当延长观测间隔时间,并釆取水样进行水质分析。
涌水量稳定后，可按井下正常观测时间观测。
当釆掘工作面上方影响范围内有地表水体、富水性强的含水层，穿过与富水性强的含水层相连通的构造断裂带或者接近老空积水区时，应当每作业班次观测涌水情况，掌握水量变化。
对于新凿立井、斜井，垂深每延深10m,应当观测1次涌水量;揭露含水层时，即使未达规定深度，也应当在含水层的顶底板各测1次涌水量。
矿井涌水量观测可以釆用容积法、堰测法、浮标法、流速仪法等测量方法，测量工具和仪表应当定期校验。
三、对含水层疏水降压时，在涌水量、水压稳定前，应当每小时观测1〜2次钻孔涌水量和水压；待涌水量、水压基本稳定后按照正常观测的要求进行。
四、遇突水点时，应当详细观测记录突水的时间、地点、出水形式，出水点层位、岩性、厚度以及围岩破坏情况等，并测定水量、水温、水质和含砂量。
同时，应当观测附近出水点涌水量和观测孔水位的变化，并分析突水原因。
矿 井 涌 水 量 测 定
5m
水沟断面（平均）
0.05m2
水沟上断面
0.05m2
水沟下断面
0.05m2
浮标起始时间t1
0.00秒
浮标到达时间t2
33秒
浮标流经L的时间t
33秒
涌水量按下式计算Q=KFL/t
其中：L－两个过水断面的距离m
F－两个过水断面面积的平均值m2
t－浮标流经L距离所需时间min
K－断面系数，一般为0.75～0.85
+1268车场水沟
水沟长度L
5m
水沟断面（平均）
0.05m2
水沟上断面
0.05m2
水沟下断面
0.05m2
浮标起始时间t1
0.00秒
浮标到达时间t2
32秒
浮标流经L的时间t
32秒
涌水量按下式计算Q=KFL/t
其中：L－两个过水断面的距离m
F－两个过水断面面积的平均值m2
t－浮标流经L距离所需时间min
K－断面系数，一般为0.75～0.85
Q=KFL/t
=0.8×0.05×5/0.5
=0.4m3／min
备注：该水沟为规则的矩形，宽为0.20m，深为0.25m，水沟水为自流水
矿井涌水量测定
矿井名称
佳能公司一号井
现场测量方法
浮标法
测量时间
2006年10月8日
技术负责
伍玉军
观测人
李成发
记录人
刘政
地点
+1278车场水沟
现场测量方法
浮标法
测量时间
2006年1月19日
技术负责
伍玉军
观测人
郭生仪
记录人
高俊
矿井涌水量计算的方法
矿井涌水量的计算与评述钱学溥（国土资源部，北京 100812）摘要：文章讨论了矿井涌水量的勘查、计算、精度级别、允许误差和有效数字。
文章推荐了反求影响半径、作图法求解矿井涌水量的方法。
关键词：矿井涌水量；勘查；计算；精度级别；允许误差；有效数字根据1998年国务院“三定方案”的规定，地下水由水利部门统一管理。
水利部2005年发布了技术文件SL/Z 322-2005《建设项目水资源论证导则（试行）》。
该技术文件6.7款规定，地下水资源包括地下水、地热水、天然矿泉水和矿坑排水。
6.1.2款规定，计算的地下水资源量要认定它的精度级别。
我们认为，认定计算的矿井涌水量的级别和允许误差，不仅是水利部门要求编写《建设项目水资源论证》的需要，而且有利于设计部门的使用。
在发生经济纠纷的情况下，也有利于报告提交单位和报告评审机构为自己进行客观的申辩。
下面，围绕这一问题，对矿井涌水量的勘查、计算、精度级别、允许误差和有效数字等方面，作一些论述和讨论。
1 矿井涌水量与水文地质勘查矿井涌水量比较大，要求计算的矿井涌水量精度就比较高，也就需要投入比较多的水文地质勘查研究工作。
表1，可以作为部署水文地质工作的参考。
表 1 矿井涌水量与水文地质勘查Table 1 Mine inflow and hydrogeological exploration注：○1多年生产的矿山是指：开采水平不变、开采面积基本不变的多年生产的矿山，如即将闭坑或是即将破产的矿山，即是这种多年生产的矿山。
○2多孔抽水试验，是指带观测孔的一个抽水主孔的抽水试验，持续抽水几天。
○3群孔抽水试验是指带观测孔的多个抽水主孔的抽水试验，其抽水总量，一般要达到计算矿井涌水量的1/3～3/4，持续抽水几十天。
○4利用地下水动力学计算公式，计算矿井涌水量，就属于解析法的范畴。
大井法、集水廊道法就是常用的解析法。
○5数理统计包括一元线性回归、多元线性回归、逐步回归、系统理论分析、频率计算等（参考钱学溥，娘子关泉水流量几种回归分析的比较，《工程勘察》1983第4期，中国建筑工业出版社）。
矿井涌水量解析计算及其适用性对比
矿井涌水量解析计算及其适用性对比【摘要】矿井涌水量计算是煤矿水文补勘工程中的一项重要任务，目前矿井涌水量预测主要以“大井法”、“集水廊道法”为主，计算过程往往简单、机械，不注重矿区水文地质条件及公式适用条件的分析。
本文在分析红一煤矿地质及水文地质条件的基础上，对研究区水文地质条件进行了概化，最终选用具有一个隔水边界的稳定流承压转无压的Dupuit公式的推导式进行基岩段涌水量计算。
【关键词】大井法；集水廊道法；涌水量；水文地质补充勘探1地质及水文地质概况1.1井田地质及构造井田内地层由老至新依次有：奥陶系克里摩里组(Ok)；石炭系上统土坡组(Ct);石炭二叠系太原组(CPt)；二叠系下统山西组(Ps)、石盒子组(Psh);古近系(E)和第四系(Q ) o红一井田总体构造为一走向北北东向、西翼陡东翼缓的不对称背斜，即红墩子三道沟背斜，其西部发育有红墩子向斜，再向西被黄河断裂所断。
红墩子三道沟背斜西翼受红墩子断层切割，红墩子断层落差30m〜180m。
井田内煤层大部赋存于红墩子三道沟背斜东翼。
1. 2井田水文地质1. 2. 1含水层划分及其特征井田含水层划分为：第四系孔隙潜水层、古近系及基岩风化带孔隙裂隙含水层组、二叠系孙家沟组、石盒子组裂隙含水层组、山西组裂隙含水层组、太原组砂岩裂隙含水层组、土坡组砂岩裂隙含水层组、奥陶系裂隙含水层组。
其中山西组裂隙含水层、太原组砂岩裂隙含水层组为直接充水含水层，石盒子组裂隙含水层组为间接充水含水层。
下面简述以上三个含水层特征。
二叠系孙家沟组、石盒子组裂隙含水层：属直接充水含水层，在全区较广泛分布，厚度约在40〜360m左右，含多个子含水层，为复合含水层。
由粗粒砂岩、中粒砂岩及细粒砂岩构成，分选磨圆中等，颗粒支撑，泥钙质胶结，裂隙欠发育。
根据抽水试验，本含水层天然静水位埋深43.96m,钻孔涌水量0. 185L/S,单位涌水量0. 0011L/m?s,渗透系数0. 0034m/d ,为弱富水含水层。
矿井涌水量
第三节、矿井涌水量预测方法
预测失误原因 预测特点 1、水文地质比拟法 预测步骤
2、 Q-S曲线外推法 3、回归分析法
4、解析法 5、水均衡法
预测失误的原因分析
1977～1978年，地质矿产部曾对55个重点岩溶充水矿山 进行了水文地质回访调查，矿井涌水量预测值与开采后的实 际涌水量的对比表明： 10％的矿区--误差小于30％ 80％的矿区--误差大于50％ 个别矿区----误差达数10倍、100倍 例1：叶庄铁矿预测值为417.4m3/d，实际值为预测值的256.3倍。 例2：泗顶铅锌矿
矿井涌水量
第一节、 矿井水观测 第二节、 矿井涌水量的测定 第三节、 矿井涌水量预测方法
中 国 矿 业 大 学：郑 丽 萍 Email:zhlp1978@
2013年10月16日
矿井涌水量是指矿山建设和生产过程中单位时间 内流入矿井(包括各种巷道和开采系统)的水量。
意义：它是对煤田进行技术经济评价、合理开发的重要指标， 也是设计和生产部门制订采掘方案，确定排水能力和防治措施 的重要依据。在煤勘和矿建生产中具有重大意义。
Q aS
Ⅰ直线型
S 0 a bQ
1 lg Q lg a lg S b
Ⅱ抛物线型
Ⅲ幂曲线型 Ⅳ对数曲线型
取单对数
Q a b lg S
曲度法 在曲线上取两点， 由下式求出曲度值n： （ Q 1， S 1 ）
lg S 2 lg S1 n lg Q2 lg Q1
（Q2，S2）
表3
位置
3
不同水源对矿井充水影响台帐
各类型水所占百分数 断层水 底板水 % m /h
3
涌水量 m /h %
3
煤矿涌水观测浮标法计算公式详解例子
煤矿涌水观测浮标法计算公式详解例子一、首采工作面涌水量实测方法首采工作面涌水量观测方法较多，但由于首采工作面的一些客观原因，为了便于操作，可以采用以下6种观测方法，这6种涌水量观测方法通过综合应用可以达到实测首采工作面涌水量并观测其变化的目的：1、容积法观测过程：通过导水管或导水布把水导入水桶内，记录水桶接满水所用时间计算公式：Q=V×3600=t（m/h）式中v-水桶的容积，mt-充满水桶的时间，s。
2、水泵排量法观测过程：记录水泵的标牌排水量，计算水泵的运转效率，记录水泵运转时间，记录临时水仓的水位变化，计算临时水仓的水面面积。
计算公式：Q=W×K×t×N/3600+SH×3600/t式中Q-涌水量，m/h。
w-水泵标牌排水量，m³/hK-水泵实际效率t一水泵开启时间，sN-水泵台数，台S-临时水仓的水面面积，mH-水位上升高度，mT一水位上升H高度时的时间，s3、浮标法观测过程：观察首采工作面的顺槽水沟，找一段顺直、规则、水流平稳的、无淤泥杂物的水沟，水沟内如有淤泥清理干净。
水沟长度为3-5倍沟宽。
用木屑或纸屑做浮标，在上断面处投放浮标，测出浮标从上断面至下断面的时间t.投放三次取t的平均值。
计算公式：Q=Kf×L×F×3600/t式中Q-断面流量，m'/h；K一断面系数，一般介于0.60.8；L-上、下两断面的间距，m；t-浮标的平均历时，s；F-过水断面面积，m³。
r一理小圳4、水仓水位法观测过程：计算首采工作面顺槽临时水仓的自由水面的面积，记录停泵时的水位、停泵时间及停泵一定时间后的水位。
计算公式：Q=（H2-H1）×F×3600/t式中Q一涌水量，m/h；H1一停泵时水仓水位，m；H2一停泵时间t时水仓上升水位，m；F一水仓内自由水面面积，m2.t一水仓水位从Hl上升到H2所需的时间，s。
水泵能力数据法在观测矿井涌水量中的应用
水泵能力数据法在观测矿井涌水量中的应用摘要：矿井不断的采掘，矿井涌水量越来越大，矿井涌水量观测点也分布越来越多，进而致使涌水量观测任务重，时间长，因此为了更加方便、快捷的观测涌水量是水文地质工作的重点。
本文通过水泵排水量效率核定验算，快速方便的计算矿井涌水量，大大减轻的劳动强度和工作效率。
关键词：矿井涌水量；水泵；观测方法；效率准确的掌握矿井涌水量，对采取得当的防排水措施及预计矿井涌水量有着重要意义。
在生产和建设阶段，矿井涌水量的观测应注重观测的连续性和精度，准确的矿井涌水量数据有利于指导生产建设，为矿井安全生产提供保障。
1涌水量的观测方法矿井涌水量常用的观测方法有容积法、水泵能力法、浮标法、堰测法、流速仪法。
1.1容积法（水仓水位上升法）容积法是用一定容积的量水桶，放在出水点附近，设法将出水点的水导入桶内，用秒表记录充满水桶的时间，Q=V/t 计算涌水量。
水仓水位上升法也是容积法的一种，即打开水泵将水仓水位降到一定深度，然后停泵，测定当水位上升到一定高度时所需要的时间，Q=F(H2-H1)/t F为水仓断面面积；H1 H2为水仓上升前后的高度，t为水位上升的时间间隔。
容积法测水比较准确，但也有局限性，当涌水量过大不方便使用，结合我矿实际，中央内水仓水位上升高度观测不准确，且水泵运行工作时间较长（平均每日运行20h以上，有时单泵全天运行）。
1.2水泵能力法水泵能力法是指维持水位不变时增加水泵的排水能力，这种方法是通过一日之内记录的水泵开启的总时间，计算出流量。
水泵能力法新泵一般能达到标定的效率，此时所标定的排水量就是水泵的实际排量。
旧泵由于磨损过大，效率降低，涌水量数据会造成较大误差。
1.3浮标法浮标法是指利用木屑或纸屑作浮标，测量水沟中水的流速，根据断面积计算其涌水量。
浮标法可用于排水沟中水的测量，此方法需实测断面选在顺直且规则的地段，其水沟长度为断面宽的5到10倍，水流均匀平稳，无杂物。
此方法不适用我矿。
煤矿矿井水文地质观测标准
煤矿矿井水文地质观测标准3.1随着矿井向深部水平开拓延伸，要及时补充水文观测孔，完善水位观测系统。
具体要求如下：3.1.1各观测孔要统一编号，设置固定观测标志，测定坐标和标高。
观测点标高每年要复测一次，如有变动，应随时复测。
3.1.2矿井地下水位的观测，正常情况下每月3次（5日、15日、25日），遇有突水等异常情况，要根据需要增加观测次数。
观测方法和精度要符合《矿井水文地质规程》第10条的要求。
3.1.3水位观测资料必须及时整理，并按要求填写台帐。
3.2加强井下水文地质观测工作，具体要求：3.2.1当采掘工程揭露含水层时，应详细描述其产状、厚度、岩性、构造、裂隙的发育和充填情况，揭露点的位置及标高、出水形式、涌水量、水温等，并采取水样进行水质分析。
3.2.2对出水裂隙，应测定其位置、产状、长度、宽度、数量、形状、尖灭情况、充填程度及填充物，观测地下水活动的痕迹，绘制裂隙玫瑰图，并选择有代表性的地段测定裂隙率。
3.2.3突水点的观测和编录。
应详细观测记录出水的时间、地点、确切位置、出水层位、岩性、厚度、出水形式、围岩破坏情况，测定涌水量、水质等（含水层的水温变化大的应测定水温）。
同时应观测附近出水点和观测孔涌水量、水位的变化，并分析突水原因。
要及时编制突水点卡片，附平面图和素描图。
3.2.4对有底板突水威胁的采面，为防止大的突水事故发生，要加强水文观测，发现底板鼓起、开裂、渗水等异常现象，要立即报告矿调度室及有关矿领导，以便及时采取有效措施，防止大的突水事故发生。
3.3矿井涌水量观测3.3.1应分煤层（或煤组）、分采区、分主要出水点设站进行观测，要与水位同步观测。
3.3.2对新揭露的出水点，在涌水量尚未稳定和尚未掌握其变化规律之前，应视具体情况加密观测。
对溃入性涌水，在未查明突水原因前，应加密观测，以后可适当延长观测间隔时间。
涌水量稳定后，可按井下正常观测时间观测。
3.3.3矿井涌水量的观测，要重视观测的连续性，精度误差不得超过±10％，具体采用浮标法、容积法、堰测法、流速仪法或其他先进的测水方法（根据各矿的实际情况，可在水仓进水口设堰测观测），最好采用两种观测方法进行对比，减少误差。
煤矿出涌水量的几种测量方法
煤矿出/涌水量的几种测量方法1 量桶容积法当流量小于1 L/s时,常用此法。
容器一般用量桶或水桶,为了减少测量误差,计量容器的充水时间不应小于20 s流量计算公式:式中V———容器的容积,L;t———充满容器的时间,s。
2巷道容积法在矿井发生突水时,利用水流淹没倾斜巷道的过程中,经常不断地测量巷道与自由水面相交断面面积(F=ab),用单位时间内水位上涨高度(H)来计算水量，公式如下：式中H———t时间内水位上涨高度,m;t———水位上涨高度为片时的时间,h;a———巷道内自由水面的平均宽度,m;b———巷道内自由水面长度,m。
3水泵排量法利用水泵实际排水量和水泵运转时间,来计算涌水量Q=水泵铭牌排水量×实际效率×开动时间×台数式中Q—涌水量,m3·d-1。
4浮标测流法采用水面浮标的流水沟道地段及实测断面应符合下列要求:(1)沟道顺直,沟床地段规则完整,长度为3-5倍的沟宽。
(2)水流均匀平稳,无旋涡及回流。
(3)沟道地段内无阻碍水流的杂草、杂物。
实测程序:(1)选定了实测地段后,按相等距离布设三个断面:上断面、基本断面(中断面)、下断面,测量每个断面的横断面积,单位为m2。
(2)在上断面上游附近投放浮标,以便使浮标在接近上断面时,已具有同行水流的流速,测出浮标从上断面至下断面的时间t,求出流速。
(3)浮标从上断面至下断面的漂流历时一般应不短于20 s,如流速较大,可酌情缩短,但不能短于10 s。
(4)投放浮标的数量,视沟道宽度而定,一般不少于2个,每个至少重复投放两次,若两次漂历时间相差不超过10%,则取其平均历时计算，公式如下：式中Q———断面流量,m3·s-1;Kf———断面浮标系数,据经验数值一般介于~;F t H H Q ⋅-=21 Vf ———虚流速,即Vf=L/t 计算时采用浮标平均流速,m ·s-1;L ———上、下两断面的间距,m;t ———所选有效浮标的平均历时,s;F ———过水断面面积,m 2。
煤矿探放水分析
水灾是煤矿生产中比较常见的事故,这类事故突发性强,对矿井危害严重,水灾的发生可以在极短的时间内给矿井造成毁灭性的灾难。
在有些生产矿井的范围内,常常有许多充水的小窑老空、断层以及富含水层。
当采掘工作面接近这些水体时,就有可能造成地下水突然涌入巷道,造成矿井淹井事故。
为了消除这些隐患,在生产中使用探放水的方法,探明工作面前方的水情,然后将水有控制地放出,以保证采掘工作的安全。
1探放水原则“有疑必探、先探后掘”是探放水原则,探放水虽然是防止水害的重要方法之一,但这项工作并不能把所有的水害威胁都探明,例如断层迟到突水,必须在全面分析水文地质资料之后,才能做出有无可能发生水害的结论。
通常在下述情况下,需要进行超前探水:1)巷道掘进接近老空;2)巷道掘进接近含水断层;3)巷道接近或需要穿过强含水层;4)上层采空区有积水,在下层进行采掘工作,两层间垂直距离小于回采工作面采厚的40倍或小于掘进巷道高度的10倍时; 5)采掘工作面接近各类防水煤柱时,必须提前探水,以确保煤柱尺寸的准确;6)采掘工作面有明显出水征兆时,应停止掘进,进行探水。
2探放水方法2.1小窑老空水的探放方法2.1.1确定探水起点由于小窑老空积水范围是通过调查得出来的,所以其积水的边界不是十分准确,用物探方法或其它方法查明。
根据平煤集团一些矿山的经验,将调查和勘探获得的小窑老空分布资料经过分析后划出3条界线:1)积水线———调查核定积水区的边界即小窑采空区的范围,其深部界线应根据小窑的最深下山划定。
2)探水线———沿积水线外推60-150m的距离划一条线(如上山掘进时则为顺层的斜距),此数值大小视积水范围可靠程度,水头压力,煤的强度大小来确定。
当掘进巷道达到此线就应开始探水。
3)警戒线———从探水浅再外推50-150m(在上山掘进时指倾斜距离)。
当巷道进入此线,就应警惕积水的威胁,注意迎头的变化,当发现有透水征兆时就应提前探水。
2.1.2估算小窑老空积水量小窑老空积水可按下式进行估算:W静=KMah sinα式中:W静—老空积水的静储量,m3;M—采厚,m;a-小窑老容走向长度m;h—小窑老容高垂度,m;α-煤层的倾角,(°);K—老空的充水系数K=0.3~0.52.1.3布置探放水钻孔的方法:探放水钻孔的布置应以确保不漏老空,保证安全生产,而探水工作量又以最小为原则。
论煤矿矿井涌水量预测几种方法的应用
【 Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ］ Ｇ ｕ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ； Ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ； Ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
０ 引言
在煤 矿安 全中， 矿井排水能力是一项很重要 的指标 。若 排水能力 低， 则 不能保证安全 生产 ． 若排水 能力过高则增加 生产成本和企业 负 担， 因此矿井涌水量预测就显得较为重要 了。 本文 以某煤矿为例 ， 介绍 几种矿井涌水量预测方法 ． 希望能起到抛砖引玉的效果。
Ｙ ＥＪ ｉ ｅ Ｌ Ｉ Ｍｅ ｎ ｇ
（ Ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ａ ｍ ｆ ｏ Ｇ ｅ ｏ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｆ ｏ ｔ ｈ ｅ Ｂ ｕ ｒ ｅ ａ ｕ ｆ ｏ ｒ Ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｆ ｏ Ｐ ｖ ｏ ｖ ｉ ｎ ｅ ｅ ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ ， ４ ５ ０ ０ ０ ０ ）
该矿井具体 构造位置处 于九里山 、 峪河 、 东耿村断层形成 的矩形 断块 中 ， 为一地垒构造单元 。井 田的西北边 为九里 山断层 ． 断距 ５ Ｏ 一 ６ ５ ０ ｍ； 西南以峪河断层为界 ， 断距 ３ ０ Ｏ 一７ ０ ｏ ｍ； 以上两个边界使二 ， 煤 顶、 底板含水层局部与区外新近系和第 四系砂 、 砾 石含水 层相对接 ． 由 于砂 、 砾石层水 位高于基岩含水 层水位 ． 以上 两条边界可视 为给水边 界。东南 为东耿村断层 ， 断距 ６ ０ － － １ ４ ０ ｍ， 使 区内二 煤层顶 、 底板含水 层与 区外石盒 子组 弱透水岩层相 对接 ． 形成 了相 对隔水边界 ： 东北为 二 煤层 露头 ， 为矿区 自由进水边界 （ 图１ ） 。 １ ． ５ 目前矿井 排水 量现状 根据矿井排水量 曲线 图， 丰水期 （ 主要指岩溶水 ） 矿井最大排水量 为９ ７ ９ ｍ Ｓ ／ ｈ ， 最小排水量为 ６ ６ ０ ｍ Ｓ ／ ｈ ， 平均排水量为 ８ ２ ０ ｍ Ｓ ／ ｈ ； 平水期矿 井 最 大排水 量为 ６ ０ ８ ｍ Ｖｈ ．最小 排水量 为 ４ ２ ２ ｍ３ ／ ｈ．平均 排水 量 为 ４ ７ １ ｍ Ｓ ／ ｈ ； 枯水期矿井最 大排 水量为 ４ ２ ０ ｍ Ｓ ／ ｈ ， 最小排水 量为 ３ ８ ４ ｍ Ｓ ／ ｈ ， 平均排水量为 ４ ０ １ ｍＳ ／ ｈ （ 表１ ）
矿坑涌水量地预测方法-(解析汇报法)
解析法（一）解析法的应用条件解析法是根据解析解的建模要求，通过对实际问题的合理概化，构造理想化模式的解析公式，用于矿坑涌水量预测。
具有对井巷类型适应能力强、快速、简便、经济等优点，是最常用的基本方法。
解析法预测矿坑涌水量时，以井流理论和用等效原则构造的“大井”为主，后者指将各种形态的井巷与坑道系统，以具有等效性的“大井”表示，称“大井”法。
因此说：矿坑涌水量计算的最大特点是“大井法”与等效原则的应用，而供水则以干扰井的计算为主。
稳定井流解析法：应用于矿坑疏干流场处于相对稳定状态的流量预测。
包括①在已知某开采水平最大水位降条件下的矿坑总涌水量；②在给定某开采水平疏干排水能力的前提下，计算地下水位降深（或压力疏降）值。
非稳定解析法：用于矿床疏干过程中地下水位不断下降，疏干漏斗持续不断扩展，非稳定状态下的涌水量预测。
包括：①已知开采水平水位降（s）、疏干时间（t），求涌水量（Q）；②已知Q、s，求疏干某水平或漏斗扩展到某处的时间（t）；③已知Q、t，求s，以确定漏斗发展的速度和漏斗范围内各点水头函数隨时间的变化规律，用于规划各项开采措施。
在勘探阶段，以选择疏干量和计算量最大涌水量为主。
（二）计算方法如上所述，应用解析法预测矿坑涌水量时，关键问题是如何在查清水文地质条件的前提下，将复杂的实际问题概化。
它可概括为如下三个重要方面：分析疏干流场的水力特征，合理概化边界条件，正确确定各项参数。
1. 分析疏干流场的水力特征矿区的疏干流场是在天然背景条件下，迭加开采因素演变而成。
分析时，应以天然状态为基础，结合开采条件作出合理概化。
（1）区分稳定流与非稳定流矿山基建阶段，疏干流场的内外边界有受开拓井巷的扩展所控制，以消耗含水层储量为主，属非稳定流；进入回采阶段后，井巷输廊大体已定，疏干流场主要受外边界的补给条件控制，当存在定水头（侧向或越流）补给条件时，矿坑水量被侧向补给量或越流量所平衡，流场特征除受气候的季节变化影响外，呈现对稳定状态。
煤矿井下涌水量计算的几种观测方法
煤矿井下涌水量计算的几种观测方法1、水桶法水桶法指的是，将涌出的水导入一定容积的量水桶（圆形或方形），用秒表测流满该量水桶所需的时间，然后按下式计算涌水量：Q= V/t式中Q——涌水量，m3/h（m3/min）V——量水桶的体积，m3t——水流满量水桶的时间，h（min）2、水位标定法水位标定法指的是利用水泵将水窝（或水仓）中的水位降低，然后停泵，测量回升到原来位置所需要的时间，然后按下式计算涌水量：Q=FH/t式中Q——涌水量，m3/h（m3/min）F——水窝（或水仓）的断面积，m2H——水位回升的高度，mt——水流满凉水桶的时间，h（min）3、水泵能力法水位能力法指的是维持水位不变时增加水泵的排水能力，按下式计算涌水量：Q=KNW+SH/t式中Q——涌水量，m3/h（m3/min）K——水泵的排水系数，％（当新水泵排清水时K=1，旧水泵排清水时K=0.8，排混水时K=0.9,旧水泵排混水时K=0.7，双台旧水泵排水时K=0.6）N——增加的水泵台数，台W——水泵的铭牌排水量，m3/h（m3/min）S——水仓（或水窝）水平截面积，m2H——水位上升的高度，mT——水位上升所需的时间，h（min）当H=0时，即水位不上升，则Q=KNW4、浮标法浮标法指的是利用木屑或纸屑作为浮标，测量水沟中水的流速，根据水沟断面计算涌水量。
按下式计算涌水量：Q=KVF式中Q——涌水量，m3/h（m3/min）F——断面面积，m2V=L/tt——从断面1到断面2的水流时间，h（min）L——从断面1到断面2的水距离，mK——断面系数，与水沟粗糙度、风流方向和大小有关：在一般情况下，水沟水深大于1.0吗，当水沟粗糙时，K=0.75—0.85；在水沟水沟平滑时，K=0.80—0.90。
此计算方法可用于巷道排水沟中水的测量；当涌水较大，淹没巷道水沟时，也可用来测量巷道流水中水量。
5、堰测法堰测法指的是在井下排水沟中设置测水堰板，使水流通过一定形状的堰口水流高度，然后计算涌水量。
煤矿出、涌水量的几种测量办法
煤矿出/涌水量的几种测量方法
1量桶容积法
当流量小于1L/s时,常用此法。
容器一般用量桶或水桶,为了减少测量误差,计量容器的充水时间不应小于20s流量计算公
利用水泵实际排水量和水泵运转时间,来计算涌水量
Q=水泵铭牌排水量×实际效率×开动时间×台数
式中Q—涌水量,m3·d-1。
4浮标测流法
F t
H H Q ⋅-=21采用水面浮标的流水沟道地段及实测断面应符合下列要求:
(1)沟道顺直,沟床地段规则完整,长度为3-5倍的沟宽。
(2)水流均匀平稳,无旋涡及回流。
(3)沟道地段内无阻碍水流的杂草、杂物。
实测程序:
(1)选定了实测地段后,按相等距离布设三个断面:上断面、基本断面(中断
(2)
(3),可酌
(4)次,
L ———上、下两断面的间距,m;
t ———所选有效浮标的平均历时,s;
F ———过水断面面积,m 2。
（5）水仓水位法
涌水量即可用下式计算：
式中Q—涌水量，m3/min；
H1—停泵时水仓水位，m；
H2—停泵时间t时水仓水位，m；
F—水仓底面积，m2。
t—水仓水位从H1上升到H2所需的时间，min。
``。
矿坑涌水量计算
矿坑涌水量计算矿坑涌水量计算矿坑涌水是煤矿地下深采过程中经常遇到的问题，对于矿井的安全生产以及煤矿的经济效益都有着重要的影响。
因此，对矿坑涌水量的计算是煤矿工人不可或缺的技能之一。
在这篇文章中，我们将会介绍如何计算矿坑涌水量以及计算过程需要注意的问题。
1、涌水量计算的方法为了计算矿坑涌水量，我们需要了解几个参数：矿井的水文地质情况、涌水管道的特性和涌水流量曲线。
具体来说，我们需要测定以下参数：1.涌出水口地下水位 (H)2.涌出水口流量 (Q)3.涌出水口的空气容积 (V)涌水量 = 涌出水口流量 Q（m/s）× 涌出水口空气容积V(m³) × 涌出水口地下水位 H（m）因此，计算涌水量的方法就是通过测量这三个参数，再将其带入上式计算。
通常我们会采用标准流量计、液位计以及液位高低差计算仪器等设备来测量这些数据。
2、其中的数值要点在上面，我们提到需要怎样计算涌水量。
实际测量过程中，应注意以下数值要点。
1.涌出水口地下水位(H)涌出水口地下水位是指矿坑里涌水的水位高度，通常它会随着时间而变化。
在实际操作中，我们需要在多个时间点测量该水位，然后取平均数作为涌出水口地下水位。
2.涌出水口流量(Q)涌出水口流量可以利用标准流量计进行测量。
为了比较精准地测量涌出水口流量，我们需要注意以下两点。
(1) 测量范围流量计的参数范围需要考虑到涌出水口的流量范围以及实际流量与流速差别（如小流量，应选取全开阀范围测量，确保数据精度）。
(2) 测量误差在实际测量中，我们需要注意流速、温度和压力等参数对流量计实际测量结果的影响。
并且，我们还需要对流量计进行定期校正，以确保其准确度和稳定性。
3.涌出水口的空气容积(V)涌出水口的空气容积是指涌出水口上，不被水淹没的管道内的气体容积。
测量方法是在下水井内利用液位计测量涌出水口到下井站的距离，并将其乘以涌出水口直径的平方除2再乘以3.14即为涌出水口的空气容积。
矿井涌水量容积法计算公式
矿井涌水量容积法计算公式
矿井涌水是煤矿生产中常见的问题之一，特别是在深部煤矿开采中，涌水问题
更加突出。
因此，对矿井涌水量的准确计算和预测，对煤矿生产具有重要意义。
矿井涌水量的计算方法有很多种，其中容积法是一种常用的方法之一。
矿井涌水量容积法是通过测量矿井涌水的容积来计算涌水量的方法。
其计算公
式为：
涌水量 = 断面积×涌水速度。
其中，断面积是指矿井横截面的面积，通常用平方米（m^2）来表示；涌水速
度是指单位时间内涌水的体积，通常用立方米/小时（m^3/h）来表示。
在实际应用中，矿井涌水量的计算通常是根据矿井的实际情况来确定的。
首先
需要测量矿井的断面积，可以通过测量矿井的宽度和高度来计算得出；然后需要测量涌水速度，可以通过安装流量计或者测量涌水的时间和涌水量来计算得出。
通过容积法计算矿井涌水量的优点是简单易行，不需要复杂的仪器设备，只需
要测量矿井的断面积和涌水速度即可计算得出。
但是，容积法也存在一定的局限性，比如只适用于矿井涌水量较小的情况，对于涌水量较大的矿井，容积法可能会有一定的误差。
除了容积法之外，还有一些其他的方法可以用来计算矿井涌水量，比如压力法、泵入法、水位法等。
每种方法都有其适用的场合和局限性，需要根据实际情况选择合适的方法来进行计算。
在煤矿生产中，准确预测和计算矿井涌水量对保障矿井安全和提高生产效率具
有重要意义。
因此，矿井涌水量的计算方法和技术一直是煤矿工作者关注的焦点之一。
随着科学技术的不断发展，相信在未来会有更多更精确的方法和技术用于矿井涌水量的计算和预测，为煤矿生产提供更加可靠的技术支持。
矿井涌水量
（2）水文地质条件比拟法：
2、 Q-S曲线外推法
（1）建立Q–S曲线方程 可归纳为四种数学模型：
Ⅰ直线型
Ｑ
Q aS
Ⅱ抛物线型
Ⅴ Ⅰ Ⅳ
S aQ bQ2
Q aS
1 b
Ⅲ幂曲线型
Ｓ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ对数曲线型
Q a b lg S
Ⅰ 直线型：承压井流（或厚度很大、 降深相对较小的潜水井流）
曲度判定
1 试验资料有错误 1 直线型 n （ 幂曲线型 1,2） 2 抛物线型 2 对数曲线型
（3）确定方程中的待定参数a和b
图解法: 一般情况下，利用各类型的直线方程图线 ，可由求出参数a和b。 结果：a为截距，b为直线的斜率 1 注意：Ⅲ幂曲线型中，b为斜率的倒数 lg Q lg a lg S
b
Q a b lg S
最小二乘法：当精度要求较高时采用
①直线型 ②抛物线型
QS a S
2
S a
0
b Q N
b
N S0 S0 Q N Q 2 Q
2
③幂曲线型
lg Q b lgS lg a N
1 N lg Q lg S lg Q lgS 2 2 b N lg S lg S
•
• • •
（三）堰测法
1.三角堰 2.梯形堰 3.矩形堰
三角堰
三角堰：适用于涌水量较小(＜0.01m3/s)的情况 涌水量计算公式为：
Q 0.014h
2
h
式中 Q—过堰流量，L/s； h—过堰水深，cm。
梯形堰
梯形堰 :适用于涌水量较大情况(0.01～0.3m3/s)
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煤矿出/涌水量的几种测量方法
1 量桶容积法
当流量小于1 L/s时,常用此法。
容器一般用量桶或水桶,为了减少测量误差,计量容器的充水时间不应小于20 s流量
计算公式:
式中V———容器的容积,L;
t———充满容器的时间,s。
2巷道容积法
在矿井发生突水时,利用水流淹没倾斜巷道的过程中,经常不断地测量巷道与自由水面相交断面面积(F=ab),用单位时间内水位上涨高度(H)来计算水量，公式如下：
式中H———t时间内水位上涨高度,m;
t———水位上涨高度为片时的时间,h;
a———巷道内自由水面的平均宽度,m;
b———巷道内自由水面长度,m。
3水泵排量法
利用水泵实际排水量和水泵运转时间,来计算涌水量
Q=水泵铭牌排水量×实际效率×开动时间×台数
式中Q—涌水量,m3·d-1。
4浮标测流法
采用水面浮标的流水沟道地段及实测断面应符合下列要求:
(1)沟道顺直,沟床地段规则完整,长度为3-5倍的沟宽。
(2)水流均匀平稳,无旋涡及回流。
(3)沟道地段内无阻碍水流的杂草、杂物。
实测程序:
(1)选定了实测地段后,按相等距离布设三个断面:上断面、基本断面(中断面)、下断面,测量每个断面的横断面积,单位为m2。
(2)在上断面上游附近投放浮标,以便使浮标在接近上断面时,已具有同行水流的流速,测出浮标从上断面至下断面的时间t,求出流速。
(3)浮标从上断面至下断面的漂流历时一般应不短于20 s,如流速较大,可酌情缩短,但不能短于10 s。
(4)投放浮标的数量,视沟道宽度而定,一般不少于2个,每个至少重复投放两次,若两次漂历时间相差不超过10%,则取其平均历时计算，公式如下：
式中Q———断面流量,m3·s-1;
Kf———断面浮标系数,据经验数值一般介于~;
F t H H Q ⋅-=21 Vf ———虚流速,即Vf=L/t 计算时采用浮标平均流
速,m ·s-1;
L ———上、下两断面的间距,m;
t ———所选有效浮标的平均历时,s;
F ———过水断面面积,m 2。
（5）水仓水位法
涌水量即可用下式计算：
式 中Q —涌水量，m 3/min ； H1—停泵时水仓水位，m ； H2—停泵时间t 时水仓水位，m ； F —水仓底面积，m 2。
t —水仓水位从H1上升到H2所需的时间，min 。
``
水仓内测定水位示意图。