矿井水文地质常用计算公式.docx

1、一、突水系数公式：一、突水系数公式：定义：每米有效隔水层厚度所能承受的最大水压值。公式：TsP/(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）。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。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。

2、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。M根据井下或地面钻孔取最小值。Cp肥城矿区七层煤按 11m，正常块段八层煤暂按 12m，九层暂按 10m，十层暂按 8m。构造复杂或含水层富水性较强的块段，可适当考虑 24 倍的校正系数。Dg钻孔不到含水层就有涌水，稳定涌水量 10m3/h 以上，水压同该处下伏含水层的水压相近为危险导高。二、底板安全隔水层厚度二、底板安全隔水层厚度(斯列沙辽夫公式斯列沙辽夫公式)：公式：t=L()/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)；

3、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)。公式主要用途：可用来计算安全隔水层 t，临界水头压力 H，掘进迎头或条采安全宽度及工作面最大安全控顶距。公式存在的问题：1.底板受力变形不完全符合梁受力变化理论；2.理论以静力平衡为基础，未充分考虑矿山压力、动水压力等应力的作用。公式参数取值依据：r隔水层岩石的容重，取 2.53.0t/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肥城矿区一般取 4.2610 t/m2。三、防水煤柱经验公式：三、防水煤柱经验公式：公式：L式中：L煤柱留设宽度(m);K安全系数

4、(一般取 25)；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)。公式主要用途：1.含水或导水断层防隔水煤柱的留设。2.在水淹区下或老窑积水区下同一煤层中开采煤柱留设。3.以断层为界的井田防隔水煤柱的留设。4.探放水超前距的计算。主要参数取值依据：Kp 取值依据：肥城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：四、老空积水量估算公式：公式：Q 积=Q 采+Q 巷Q 采=KMF/cosa=KMBh/sinaQ 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

5、的各种巷道积水量之和(m3)；K充水系数：采空区一般用 0.250.5，煤巷充水系数一般取 0.50.8，岩巷取 0.81.0；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)。主要用途：1.计算老空积水量。2.计算涌水后淹井(巷)时间。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

6、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 0.250.40。五、明渠稳定均匀流计算公式：五、明渠稳定均匀流计算公式：公式 Q=c式中n粗糙系数；过水断面积(m2)；R水力半径(m)；R=/XX湿周(米)，过水断面水流和河床(或水沟)接触部分的周长；i水力坡度(均匀流时和底坡相等)。公式主要用途：1.计算洪水流量，水沟过流量。2.计算水渠、水沟设计尺寸。主要取参依据：粗糙系数 n 可参照人工河床糙率表取值。见矿井地质工作手册P469 页。井下水沟水泥砂浆护面 n 取 0.013；干砌块 n 取 0.020.025。六、矿井排水能力计算公式：六、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。矿井正常排水能力计算：矿井正常排水能力计算：1.按正常涌水量计算：Q1=24Qc/20式中 Qc矿井正常涌水量(m3/h)。2.满足最大涌水量所需的排水能力：Q2=24Qmax/20式中 Qmax最大涌水量。3.备用排水能力计算：Q30.7Q14.检修排水能力公式：Q40.7Q15.矿井总排水能力计算：Q=Q1+Q3+Q4抢险排水能