仰採工作面採空區湧水量的測算方法

2022-09-26 17:48:06 字數 1871 閱讀 9275

葛均剛河南龍宇能源股份****陳四樓煤礦河南永城 476600

摘要:本文介紹了一種測算湧水量的新方法—抽水試驗法,該方法適應於仰採工作面採空區、下山採區以及淹井後湧水量的測定,根據其抽水時水位的公升降選用不同的計算方法,求其湧水量,通過實踐,該方法求得的湧水量資料可靠,為水害治理提供了可靠的技術引數。

關健詞:仰採工作面湧水量測算方法

一、問題的提出

井下湧水量的觀測方法多種多樣,有容積法、堰測法、流速儀法、浮標法等,這些觀測方法適應於有規則的水溝或能看得見的規則水池,水流方向從上游向下游方向流淌,但在仰採工作面回採時,採空區內出現湧水時,水流方向從下游向上游方向**,採空區頂板冒落後,看不到規則的水池,也無規則的水溝,採用上述觀測方法就無法測定採空區內的湧水量,因此,必須尋找一種新的湧水量的測定方法。

二、井下湧水量相關引數的測定步驟

筆者在實踐中探索出一種測定湧水量的新方法—抽水試驗法。抽水時採空區水位有可能下降,也有可能上公升,若水位下降,說明採空區湧水量小於水幫浦的排量;若水位上公升,說明採空區湧水量大於水幫浦的排量,因此,排水幫浦的排量不代表採空區的湧水量,利用水幫浦的排水和停幫浦時水位的恢復試驗,可以測定與湧水量相關的引數,井下觀測步驟如下:

1、測定水幫浦的排水能力,可運用常規的觀測方法(容積法)進行觀測。

2、對採空區進行開幫浦抽水,對採空區的積水水位作一上標記,並記錄起始時間,水位下降一定深度後,作好水位下標記,同時記錄下所用時間和水位降深。

3、停幫浦進行水位恢復試驗,記錄水位從下標記恢復到上標記所用時間。

4、若排水時水位仍然上公升,進行記錄開幫浦時水位上公升一定高度和所用的時間;進行停幫浦後記錄水位上公升一定高度和所用時間。

三、湧水量計算公式的推導

1、當開幫浦採空區水位下降時,排出的水量一部分為採空區的靜水量,一部分為動水補給量,其平衡關係式為:

q排t1=q湧t1+v

q排----排出的水量

t1----水位下降時間

q湧----採空區湧水量

v----水位下降體積

停幫浦後水位恢復時,動水補給量充填於排出的靜水空間,其平衡關係式為:

q湧t2= v

t2----水位恢復時間

q湧----採空區湧水量

v----水位恢復體積

把⑴式和⑵式合併計算,得出計算採空區湧水量公式:

2、當開幫浦排水採空區水位仍然上公升時,採空區的湧水量一部分被排出,另一部分使採區空水位上公升,其平衡關係式為:

q湧t1=q排t1+h1s

q湧----採空區湧水量

q排----排出的水量

t1----水位上公升時間

h1----水位上公升高度

s----採空區積水面積

停幫浦時,採空區水位上公升即為湧水量所致,其平衡關係式為:

q湧t2= h2s

q湧----採空區湧水量

t2----水位上公升時間

h2----水位上公升高度

s----採空區積水面積

把⑷式和⑸式合併計算,得出計算採空區湧水量公式:

--------⑹

四、仰採工作面採空區湧水量測算例項

該方法應用於2207仰採工作面,對採空區湧水量的測算方法得到了充分驗證,效果良好。該工作面在仰採過程中,採空區出現湧水,為了查明採空區湧水量的大小,我們進行了現場測算,首先對排水系統的排水量進行了測定,其排水量為60m3/h,對採空區進行抽水試驗,通過觀測水位下降0.05m時用時13.

5分鐘,停幫浦後水位恢復到同降深水位時,用時27分鐘,應用⑶式計算可得採空區湧水量為20m3/h,通過反覆觀測,水量穩定,資料可靠,為煤礦安全生產提供了可靠的技術依據。

五、結語

運用抽水試驗法對無水溝、不規則、不可見採空區內的湧水量進行測算十分有效,能夠解決常規湧水量觀測方法所不能解決的問題,該方法還適應於淹面、淹下山採區以及淹井後湧水量的測算,為礦井水害治理提供可靠的技術引數。

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