矿井涌水量观测方法

矿井涌水量观测方法

杨帆

永安煤业有限责任公司仙亭煤矿

矿井涌水量是矿山制定疏干排水设计的主要依据，是评价矿坑充水条件复杂程度的主要标志。做好矿坑涌水量的预测工作，对保证矿工的人身安全及矿山的安全生产十分重要。

地下开采一般要求观测各开采水平涌水量及全矿最大涌水量，而正确观测矿坑涌水量，首先要选对正确的方法，再用相应的公式进行计算。

关键词： 涌水量    观测方法   准确度

 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: Q=V/t (L.s-)  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： Q=ab*H/t (m³.h-) 

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度,m;

b———巷道内自由水面长度,m。

当涌水较大，淹没巷道水沟时，可用此方法来测量巷道流水中水量

3、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=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，m2   H-水位上升的高度，m

T-水位上升所需的时间，h(min)当H=0时，即水位不上升，则Q=KNW

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m。   (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：Q=Kf Vf F  式中Q———断面流量,m.s-; Kf———断面浮标系数,据经验数值一般介于0.6~0.8; Vf———虚流速,即Vf=L/t计算时采用浮标平均流速,m.s-;  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;

此计算方法在矿井中应用较多，一般用于巷道排水沟中水的测量

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。堰测法采用的测水堰板通常有三角堰、梯形堰和矩形堰3种，如下图

堰测法计算涌水量公式分别如下：

三角堰：Q=0.014h2h

梯形堰：Q=0.0186BHh

矩形堰：有缩流：Q=0.01838(B-0.2h)h√h

无缩流：Q=0.01838Bh√h

式中Q——涌水量，L/s 

h——堰口上游2倍h处水头高度，cm 

B——堰口底宽度，cm 

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。

6、流速仪法：流速仪法指的是使用流速仪测定水流速度，实测水流速度，实测水流断面，然后计算涌水量

计算公式：Q=速度X断面面积

以上就是本文介绍的几种涌水量观测方法，取各种方法之所长，提高观测矿井涌水量的准确度，为生产部门提供科学依据，达到既经济，又安全的目的。