煤矿常用计算公式(地质、通风)

煤矿常用计算公式（地质、通风类）

水文地质类

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）。

注Cp可采下式参考计算：

h=0.0021H+0.0956L+0.4186M

h—煤层底板破坏深度（m）；

H—煤层埋藏深度（m）；

L—工作面倾斜长度（m）；

M—工作面回采高度（m）。

二、底板安全隔水层厚度(斯列沙辽夫公式)：

㈠公式：

t=L(rL

-)/4Kp

或H=2Kpt2/L2+rt

式中t—底板安全隔水层厚度(m)；

L—采掘工作面底板最大宽度(m)；

r—隔水层岩石的容重(t/m3);

Kp—隔水层岩石的抗张强度(t/m2)；

H—隔水层底板承受的水头压力(t/m2)。

㈡公式参数取值依据：

r—隔水层岩石的容重，取2.5～3.0t/m3。

H—隔水层底板承受的水头压力，此处为计算至含水层顶面的水头高度。

Kp—一般取4.26～10 t/m2。

三、防水煤柱经验公式：

㈠公式：L 0.5

=

式中：L—煤柱留设宽度(m);

K—安全系数(一般取2～5)；

M—煤层厚度或采高(m);

P—水头压力(t/m2);

Kp—煤的抗张强度(t/m2)。

㈡主要参数取值依据：

Kp取值依据：河津矿区在设计太原群系煤柱留设时Kp取1.0 t/m2。

四、老空积水量估算公式：

㈠公式：

Q积=∑Q采+∑Q巷

Q采=KMF/cosa=KMBh/sina

Q巷=WLK

式中：Q积—相互连通的各积水区总积水量(m3)；

∑Q采—有水力联系采空区积水量之和(m3)；

∑Q巷—与采空区有联系的各种巷道积水量之和(m3)；

K—充水系数：采空区一般用0.25～0.5，煤巷充水系数一般取0.5～0.8，岩巷取0.8～1.0；

M—采空区的平均采高或煤厚(m);

F—采空积水区的水平投影面积(m2);

a—煤层倾角；

W—积水巷道原有断面(m2)；

L—不同断面巷道长度(m);

B—老空走向长度(m);

h—老空水头高度(m)。

㈡主要取参依据：

采空区充水系数K与采煤方法、回采率、煤层倾角、顶底板岩性及其碎胀程度，采后间隔时间诸因素有关；而巷道充水系数则根据煤(岩)巷和成巷时间不同及维修

状况而定。因此，须逐块逐条地选定充水系数，这是积水量预计的关键。以走向长壁采煤法为主，新老区平均，10年前充水系数为0.20，10年内充水系数0.25～0.40。

五、矿井排水能力计算公式：

矿井排水能力按照《煤矿防治水工作条例》第21条规定设计和计算。

㈠矿井正常排水能力计算：

1.按正常涌水量计算：Q

1=24Q

c

/20

式中Q

c

—矿井正常涌水量(m3/h)。

2.满足最大涌水量所需的排水能力：Q

2=24Q

max/

20

式中Q

max

—最大涌水量。

3.备用排水能力计算：Q

3≥0.7Q

1

4.检修排水能力公式：Q

4≥0.7Q

1

5.矿井总排水能力计算：Q=Q

1+Q

3

+Q

4

㈡抢险排水能力计算：

1.按水泵排水能力的利用率确定最小排水能力：Q

5=KQ

6

/n

式中 K—排水时围岩裂隙中的静贮量流出系数，取1.1～1.2； n—排水设备的利用率，立井取0.65，斜井取0.5；

Q

6

—最大突水量。

2.按移动泵条件确定最小排水能力：Q

5=Q

7

+Q

8

式中 Q

7—其它水泵的排水能力； Q

7

= KQ

6

/n

1

n

1

—为运转水泵的利用率，立井取0.80，斜井取0.65。

Q

8

—为停止运转的水泵排水能力。

㈢排水扬程的计算：

H=K1(HX+HP)

式中 H

X

—水泵的吸水高度，卧泵取5.5m；

H

P

—水泵的排水高度(m)；

K

1

—管路损失扬程系数，垂直管路取1.1～1.5，倾斜管路取1.25～1.30。㈣排水管径计算：

dp=

式中 Q

B

—水泵的流量(m3/h)；

Vp—排水管的经济流速，取1.5～2.0(m/s)。

㈤水仓容量：

1.正常涌水量在1000 m3/h以下时，主要水仓有效容量应能容纳8小时的涌水量。

2.正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主要水仓容量按下式计算：

V=2(Q+3000)

式中 V—水仓有效容量(m3)；

Q—矿井正常涌水量(m3/h)。

六、矿井水文点流量测定计算方法：

㈠容积法：

Q=V/t

式中 V—量器容积；

t—充满容器所需时间；

通常要测三次，取其平均值。

㈡淹没法：

即开泵将水养子排干，然后停泵，测量恢复水位上升高度和时间。

公式 Q=FH/t

式中 F—水养(窝)子断面积m2；

H—水位上升高度；

t—水位上升时间。

㈢浮标法：

Q=L/t.F.K

式中 L—水流两断面间距；

F—水流断面平均值；

t—流经两断面时间；

K—流速系数。

当水深0.3～1.0m时，K值取0.55～0.77；断面很粗糙时取0.45～0.65；很光滑，取0.8～0.9；当水深大于1.0m时取0.78～0.85。

㈣堰测法：

1.直角三角堰Q=0.014h

式中 Q—流量(l/s)；

h—堰口上流2h处水头高度(cm)。

2.梯形堰Q =