煤礦井下防治水技術(shù)

1、礦井防治水日常工作系列講座講解人：了電話： 2014年5月一、礦井地質(zhì)報(bào)告中水文地質(zhì)資料的應(yīng)用在一個(gè)礦井設(shè)計(jì)、建井和投產(chǎn)之前，必須進(jìn)行一系列的地質(zhì)勘探工作，提供一整套必要的地質(zhì)資料，其中水文地質(zhì)資料，一般應(yīng)闡明如下幾方面問(wèn)題：1.勘探區(qū)內(nèi)主要含水層的分布范圍、埋藏條件、含水層的一般特征及補(bǔ)給和排泄條件、含水層之間的水力聯(lián)系，以及勘探區(qū)內(nèi)井、泉調(diào)查資料和地表水體的分布情況。2.井田范圍內(nèi)含水層巖性、埋藏深度、厚度及其變化規(guī)律、裂隙及溶洞的發(fā)育程度，以及含水層的水量大小、水位、水質(zhì)和地下水動(dòng)態(tài)資料。3.礦井有關(guān)地表水體的受水面積、最大洪水量和最高洪水位，以及洪水淹沒(méi)礦區(qū)范圍和持續(xù)時(shí)間。4.地表水體

2、（主要河流、溝渠、湖泊、水庫(kù)等）對(duì)含水層及采空塌陷區(qū)、古空區(qū)的補(bǔ)給范圍和滲漏量。5.主要含水層對(duì)礦井的影響程度。6.不同成因類型的斷裂構(gòu)造分布規(guī)律，及其在地表水和地下水以及各含水層之間發(fā)生水力聯(lián)系上所起的作用，確定最可能的導(dǎo)水和含水地段。7.穿過(guò)含水層、老空區(qū)和含水?dāng)鄬拥你@孔封閉情況。8.預(yù)計(jì)礦井涌水量及其隨季節(jié)、開(kāi)采范圍及深度的變化關(guān)系。9.鄰近礦井的開(kāi)發(fā)情況，礦井涌水量、水質(zhì)、水溫、礦井充水條件、地下水出露情況、礦井突水現(xiàn)象及原因，涌水量與開(kāi)采面積、深度、產(chǎn)量、降水量的關(guān)系等等。礦井水文地質(zhì)的首要工作，就是收集和整理上述資料，并對(duì)其進(jìn)行分析、對(duì)比、驗(yàn)證，從而在此基礎(chǔ)上去偽存真，對(duì)即將建設(shè)的

3、礦井或采區(qū)的涌水條件作出明確的結(jié)論，指出礦井涌水的水源、通路和水量，提出今后防治水的措施和方法，并對(duì)供水水源作出評(píng)價(jià)。但是勘探階段所獲得的水文地質(zhì)資料，常常由于該階段所做工作的局限性，與實(shí)際情況有較大的出入，不能完全滿足上述要求。在這種情況下，一般需要在礦井建設(shè)和生產(chǎn)的同時(shí)，進(jìn)行補(bǔ)充水文地質(zhì)調(diào)查及勘探工作。二、水文地質(zhì)補(bǔ)充調(diào)查水文地質(zhì)條件復(fù)雜，采掘工作經(jīng)常受水害威脅的礦井，在系統(tǒng)地分析、核對(duì)已有資料的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該根據(jù)建設(shè)和生產(chǎn)的需要，進(jìn)行水文地質(zhì)補(bǔ)充調(diào)查，其主要的工作有：1、泉、井及地表水體的調(diào)查調(diào)查內(nèi)容見(jiàn)表1、2、3。125泉水調(diào)查記錄表（表1）位置： 調(diào)查日期： 泉 名出露標(biāo)高泉水出露的

4、地形條件泉水流出狀態(tài)泉的類型補(bǔ)給泉的含水層年代和巖性、厚度含水層的頂、底板巖性涌水量公升/秒最近天氣泉水出露的地質(zhì)條件測(cè)量方法氣溫泉水沉淀物水溫泉的氣體成分色水樣編號(hào)嗅泉水出露的平面和剖面圖泉水季節(jié)變化味泉水應(yīng)用透明度引水工程備注 調(diào)查人：水 井 調(diào) 查 記 錄 表（表2）井號(hào)位置底圖編號(hào)圖幅名稱地面標(biāo)高井口標(biāo)高水井深度（米）靜止水位深度（米）井壁結(jié)構(gòu)井口形狀及大小鑿井年代汲水設(shè)備調(diào)查日期天氣氣溫井的剖面含水層地層年代及巖性涌水量水位降低距離（米）物理性質(zhì)水溫埋藏深度（米）升/秒色覆蓋巖層單位涌水量嗅下部巖層測(cè)量方法味厚度（米）水樣編號(hào)透明度井水變化井水用途環(huán)境衛(wèi)生受地表水或其他水井影響其他調(diào)

5、查人：地 表 水 調(diào) 查 記 錄 表（表3）調(diào)查日期：地表水性質(zhì)類型名稱所處的地形條件補(bǔ)給來(lái)源排泄消耗邊岸巖性底床巖性寬度米底床坡度水位標(biāo)高米水深米所處的地質(zhì)條件流速米/秒面積平方公里流量米3/秒體積立方米季節(jié)變化最高月物理性質(zhì)水溫最低月色平均月嗅平面圖和部面圖水的用途味堤壩建筑透明度與地下水補(bǔ)給關(guān)系氣溫附近的自然景觀調(diào)查人：2、第四紀(jì)地質(zhì)及物理地質(zhì)現(xiàn)象的調(diào)查對(duì)第四紀(jì)地層研究的內(nèi)容主要是：定出土石的名稱（如礫石、砂、亞砂土、亞粘土和粘土等），描述顏色、組織結(jié)構(gòu)、確定其成因和時(shí)代，并在圖上畫(huà)出第四紀(jì)地質(zhì)界線（時(shí)代、成因及巖性的界線）。對(duì)一些與地下水活動(dòng)有關(guān)的自然地質(zhì)現(xiàn)象，如滑坡、泥石流、潛蝕、巖

6、溶、地裂縫、塌陷、沼澤、古河道等，也要進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究，并將其標(biāo)在地形地質(zhì)圖上。3、基巖含水層和地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查根據(jù)地層巖性、地質(zhì)時(shí)代，巖石的孔隙性，以及泉、井等地下水的露頭情況，確定基巖地層的富水性，劃分出含水層和隔水層（相對(duì)隔水層）。對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的調(diào)查，主要是查明斷裂、陷落柱構(gòu)造。對(duì)斷裂、陷落柱構(gòu)造井下觀測(cè)要掌握以下特征：（1）、對(duì)斷層構(gòu)造的觀測(cè)斷層的出現(xiàn)不是一種孤立的現(xiàn)象，在斷層面附近的煤巖層中，往往會(huì)伴生一些與正常情況不同的地質(zhì)現(xiàn)象。在采掘過(guò)程中隨時(shí)注意觀察這些現(xiàn)象，可以預(yù)示前方是否會(huì)有斷層的出現(xiàn)，以便及時(shí)采取措施，做好過(guò)斷層的準(zhǔn)備工作。在斷層出現(xiàn)前，可能遇到的征兆，主要有如下幾個(gè)方面：a

7、煤巖層產(chǎn)狀發(fā)生顯著變化。斷層附近的煤、巖層產(chǎn)狀，由于受到斷層兩盤(pán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響，往往發(fā)生劇烈的變化。b.煤層厚度發(fā)生變化，煤層頂、底板出現(xiàn)不平行現(xiàn)象。因煤層較松軟，受到斷層的影響，易發(fā)生塑性變形，并造成頂?shù)装宀黄叫械默F(xiàn)象。c.近斷層處常出現(xiàn)牽引褶曲、煤層揉皺和破碎現(xiàn)象。當(dāng)掘進(jìn)巷道接近斷層時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)明顯的牽引小褶曲。煤層常發(fā)生強(qiáng)烈揉皺，滑面增多或變?yōu)轺[片狀碎煤。e.接近斷層時(shí)，煤層和頂、底板中裂隙顯著增加，并且常常具有一定的規(guī)律性。一般越近斷層裂隙越多。裂隙出現(xiàn)的頻率與斷層面傾角大小有關(guān)。如傾角在60°以上的高角度正斷層，裂隙不甚發(fā)育，一般為1-2條/米，影響范圍為3米左右；斷層傾角

8、在30-40°時(shí)，裂隙頻率4條/米，影響范圍達(dá)5-20米。f.在大斷層附近常伴生一系列小斷層。g.瓦斯大的礦井，巷道接近斷層時(shí)，瓦斯涌出量往往有明顯變化。掘進(jìn)巷道在遇斷層前后瓦斯涌出量出現(xiàn)駝峰現(xiàn)象。利用這種規(guī)律可以幫助預(yù)見(jiàn)掘進(jìn)前方有斷層存在。h.在充水性強(qiáng)的礦井，巷道接近斷層時(shí)，往往出現(xiàn)滴水、淋水甚至涌水現(xiàn)象，這是由于上部含水巖層或其他水體沿?cái)鄬痈浇牧严断聻a的結(jié)果。上述各種征兆，不一定在所有斷層附近都能出現(xiàn)。有的可能只出現(xiàn)其中某幾項(xiàng)；有的即使已觀察到一些征兆，但實(shí)際可能沒(méi)有出現(xiàn)斷層；也有的在斷層揭露前未發(fā)現(xiàn)明顯的征兆。因此，在實(shí)際工作中，要結(jié)合礦井具體地質(zhì)條件、結(jié)合已采掘地段斷層資

9、料進(jìn)行綜合分析，使判斷更符合實(shí)際。（2）、陷落柱的出露特征利用陷落柱的出露特征，識(shí)別和圈定陷落柱的形狀和大小是礦井地質(zhì)工作常用的一種方法。掌握陷落柱的出露特征是分析、判斷陷落柱的重要環(huán)節(jié)。1）、陷落柱在地表出露的特征：陷落柱出露在地表時(shí)，被塌陷的巖體與周圍正常巖層的層位、產(chǎn)狀和巖性都不一樣，同時(shí)該處地貌呈現(xiàn)出各種異?，F(xiàn)象。根據(jù)地貌的異?，F(xiàn)象，可以判斷陷落柱的存在和圈定陷落柱在地表的出露范圍。根據(jù)地表特征，可以進(jìn)一步預(yù)測(cè)該陷落柱在井下的位置、形狀和大小。陷落柱在地表出露的特征有：（a）盆狀塌陷區(qū)：陷落柱出露在地表后常呈現(xiàn)盆狀凹陷區(qū)。凹陷區(qū)的巖層層序遭受破壞，大小巖體混雜堆積。凹陷區(qū)周圍的巖層，層

10、位正常，裂隙比較發(fā)育，巖層產(chǎn)狀稍有變化，均向凹陷中心傾斜。凹陷盆地有時(shí)被黃土覆蓋。（b）柱狀破碎帶：在太原西山和汾西等礦區(qū)的一些自然剖面或人工剖面上，經(jīng)?？梢?jiàn)到柱狀破碎帶，這些柱狀破碎帶就是出露在地表的陷落柱。破碎帶內(nèi)的巖層層序遭受破壞，大小巖體混雜無(wú)序，但破碎帶兩側(cè)的巖層層序正常，產(chǎn)狀也略有變化。（c）丘狀凸起：在陽(yáng)泉、平定等礦區(qū)內(nèi)，常見(jiàn)到在山西組的泥巖層中有隆起的石盒子組或石千峰組的砂巖堆。這是陷落柱出露在地表的又一特殊地貌。在陷落柱的形成過(guò)程中，石盒子組等的砂巖體塌陷在原來(lái)的山西組地層中，因石盒子組的砂巖體比山西組的泥巖堅(jiān)硬，不易風(fēng)化，經(jīng)外力地質(zhì)作用后，堅(jiān)硬的砂巖體堆在頁(yè)巖巖層中，故呈隆

11、起的丘狀、地貌。除上述特征外，一些礦區(qū)還可在經(jīng)暴雨、洪水沖刷過(guò)的山谷、河床內(nèi)見(jiàn)到新塌陷的陷落坑。2）、陷落柱在井下揭露的特征：井下所揭露的陷落柱的主要特征有：（a）柱面特征：陷落柱柱面是不規(guī)則的面，它的垂直剖面是兩條曲折線，這是因?yàn)楸凰莸拿?、巖層的性質(zhì)不同造成的。例如：堅(jiān)硬的砂巖地層強(qiáng)大，不易塌落，故向塌陷的部位突出；而較松軟的煤層和泥巖的強(qiáng)度小，很易塌落，故向松解的巖體內(nèi)凹入。因而，形成的陷落柱的柱面是一個(gè)平整的，不規(guī)則的曲折面，它的垂直剖面為曲折線。因?yàn)橹娴乃角忻鏋橐环忾]曲線，所以煤層底板或巷道底面與陷落柱面接觸處為一弧線。弧形的半徑與陷落柱的平面形狀、大小和相遇部位有關(guān)。陷落柱的平

12、面面積大，或揭露面平行長(zhǎng)軸方向則弧形平緩。據(jù)此，可以利用弧形接觸情況判斷陷落柱的大小，還可做為區(qū)別斷層和陷落柱的標(biāo)志。（b）塌落巖體的特征：多數(shù)陷落柱的塌落空間均被較新的巖石碎塊或第四紀(jì)的沉積物充填著。塌落堆積的巖體特征是：塌落的巖體時(shí)代較周圍正常的時(shí)代新，巖塊的形狀很不規(guī)則，大小不一，棱角明顯，是雜亂無(wú)章的堆積物。松軟的巖石多成碎?；驇r粉充填在堅(jiān)硬的大塊中間。古老陷落柱的巖塊多被膠結(jié)，晚期塌落的巖塊比較松軟。（c）陷落柱內(nèi)的沉積物：陷落柱穿過(guò)地下含水層時(shí)，地下水可以流入陷落柱及其圍巖的裂隙內(nèi)。在地下水的流動(dòng)過(guò)程中，水量含有的部分礦物會(huì)沉淀和充填在陷落柱或裂隙內(nèi)，故在陷落柱的接觸面上或裂隙內(nèi)常

13、可見(jiàn)到紅色的鐵質(zhì)、白色的鈣質(zhì)或高嶺土質(zhì)等沉積物，有時(shí)也可見(jiàn)到新生代的泥質(zhì)沉積物。3）、井下遇陷落柱前的預(yù)兆當(dāng)采掘工程接近陷落柱時(shí)，煤層及其頂、底板常發(fā)生各種異常現(xiàn)象，它預(yù)示著前方將要遇見(jiàn)陷落柱。遇陷落柱前的主要征兆有：a產(chǎn)狀變化：在巖溶的塌陷過(guò)程中，因牽引作用使其周圍的煤、巖層向陷落柱中心方向傾斜，傾角變化一般在36°之間。個(gè)別可達(dá)10°以上，其影響范圍一般在1520米之內(nèi)，個(gè)別可達(dá)30米。煤、巖層產(chǎn)狀變化的影響范圍和變化程度與煤、巖層的物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。在松軟的塑性較大的煤、巖層中其影響范圍和變化較大；在堅(jiān)硬和脆性較大的煤、巖層中其影響范圍和變化程度不太顯著。b.裂隙增多

14、：在煤、巖層的塌陷過(guò)程中，其周圍正常層位的煤、巖層會(huì)產(chǎn)生大量的裂隙。裂隙的走向平行于柱面的切線方向，裂隙面向陷落柱中心傾斜。裂隙的發(fā)育程度與圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，在脆性巖層中裂隙較為發(fā)育，在柔性巖層中裂隙較少見(jiàn)。在裂隙中常見(jiàn)的充填物有粘土、高嶺土、碳酸鈣、氧化鐵等。c.小斷層增多：陷落柱周圍的煤層、巖層，因重力作用沿裂隙面向下發(fā)生位移而產(chǎn)生一些斷層。此種斷層的規(guī)模較小，走向延展在1020米范圍內(nèi)即消失，落差多在0.5米以內(nèi)，且都是向陷落柱中心傾斜的小正斷層。d.煤的氧化：陷落柱附近的煤層，因地下水等的作用而易發(fā)生氧化。氧化煤的光澤變暗，灰分增高，強(qiáng)度降低，嚴(yán)重者可變?yōu)槊喝A。煤的氧化程度和影響

15、范圍與陷落柱的大小、裂隙的發(fā)育程度和地下水的活動(dòng)有關(guān)。陷落柱愈大，裂隙愈發(fā)育，離陷落柱距離愈近，水源愈豐富，影響范圍就愈大；反之則小。 e.水的涌出量增大：陷落柱穿過(guò)含水層時(shí)將地下水導(dǎo)入陷落柱內(nèi)，陷落柱成了地下水的良好通道。當(dāng)采掘工程接近陷落柱時(shí)，地下水涌出量會(huì)驟然增加，有時(shí)有突水現(xiàn)象。其涌水量的大小與該處的水文地質(zhì)條件有關(guān)。涌水量過(guò)大時(shí)，可造成嚴(yán)重的災(zāi)害。4、小窯老空積水的調(diào)查老空有現(xiàn)代生產(chǎn)礦井（包括已報(bào)廢的礦井）的老空和小窯老空之分，前者可由采掘工程平面圖和有關(guān)資料準(zhǔn)確地確定其分布范圍，后者則由于年代已久，缺乏可靠的資料，積水范圍往往難于確定。小窯老空的存在常常會(huì)給礦井的建設(shè)和生產(chǎn)帶來(lái)很多

16、困難，甚至?xí)斐傻V井突水事故。為了保證礦井建設(shè)和生產(chǎn)的安全，做好對(duì)小窯老空積水的防范工作，就必須首先把小窯老空的分布情況和積水特點(diǎn)了解清楚。（1）小窯老空積水的特點(diǎn)通常小窯老空積水有下述特點(diǎn)：a.由于采掘條件的限制，古代小窯只能開(kāi)采淺部煤層，因此小窯老空多分布于煤層標(biāo)高較高的地方。b.由于排水能力的限制，古代小窯開(kāi)采頂、底板為含水層的煤層時(shí)，小窯老空多數(shù)在含水層的水位標(biāo)高以上。c.小窯老空的積水量取決于小窯的標(biāo)高、開(kāi)采范圍、頂、底板巖性、地質(zhì)構(gòu)造情況及小窯與其他水源的關(guān)系等。小者可能無(wú)水，大者水量可達(dá)數(shù)萬(wàn)、數(shù)十萬(wàn)立方米。d.小窯老空積水一般補(bǔ)給來(lái)源少，水量以靜儲(chǔ)量為主。e.小窯老空水由于長(zhǎng)期處

17、于停滯狀態(tài)，一般呈黃褐色，具有鐵銹味，臭雞蛋味或澀味，酸性較大。f.老空內(nèi)經(jīng)常積存有大量CO2、CH4、和H2S等有害氣體，突水時(shí)會(huì)隨水溢出。g.由于小窯老空多分布在井田的淺部及周圍，其積水具有一定的靜水壓力。在采掘過(guò)程中，當(dāng)工作面接近老空地段由于靜水壓力的作用，在一定條件下往往會(huì)突然涌進(jìn)巷道，造成事故。（2）小窯老空積水的調(diào)查其調(diào)查的內(nèi)容，主要有如下幾方面：a.小窯位置及開(kāi)采情況，如井深及井上下標(biāo)高、井筒直徑、開(kāi)采煤層層數(shù)及名稱、各煤層的開(kāi)采范圍和巷道布置情況、產(chǎn)量、采煤方法和頂板管理方法、通風(fēng)、運(yùn)輸、提升、排水情況、巷道規(guī)格以及停采原因等。b.地質(zhì)情況：如煤層（及各分層）厚度及其變化、層間

18、距、產(chǎn)狀及其變化、頂?shù)装鍘r性及厚度、煤層的物理機(jī)械性質(zhì)、斷層的產(chǎn)狀、落差及其變化、地質(zhì)儲(chǔ)量及殘留煤柱的大小、與相鄰小窯采空的關(guān)系。c.水文地質(zhì)情況：如出水原因、來(lái)源和水量大小、水頭高度、相鄰小窯間及小窯與地表水或泉井的水力聯(lián)系。e.小窯采空造成的地表塌陷深度、裂縫的分布情況、塌陷的范圍大小等。通過(guò)上述調(diào)查方法，必須弄清小窯開(kāi)采的是哪一層煤，開(kāi)采范圍有多大，以及小窯的積水量，水頭壓力和相互聯(lián)通關(guān)系，作為確定老空邊界和布置防治老空積水工程的依據(jù)。小窯老空的調(diào)查方法，可采用走出去請(qǐng)進(jìn)來(lái)的方法，或登門(mén)拜訪，或邀請(qǐng)熟悉情況的人員開(kāi)座談會(huì)。最好是根據(jù)上述內(nèi)容擬定提綱，邀請(qǐng)老工人及熟悉小窯情況的礦工到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)

19、行調(diào)查，并根據(jù)地面的遺跡（地形、矸子堆等）確定小窯位置。調(diào)查情況應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)記錄和初步繪草圖及彩色照片。而后將收集到的資料加以分析整理，繪制成適當(dāng)比例尺（1:1000,1:2000或1：5000）的平面圖和剖面圖。此外，還可以采用物探剖面結(jié)合鉆探的手段，對(duì)小窯老空進(jìn)行探查。5、收集和整理歷年的水文氣象資料主要是從礦區(qū)或附近的水文、氣象站收集水文、氣象資料、然后分析整理成各種關(guān)系曲線圖（如降水量與蒸發(fā)量曲線圖等），以便了解和掌握礦區(qū)的水文、氣象變化規(guī)律，為分析礦井充水條件，以及為礦井防排水提供依據(jù)。上述工作結(jié)束之后，應(yīng)將所獲得的資料進(jìn)行整理、分析和研究，結(jié)合礦井的具體情況，寫(xiě)出簡(jiǎn)要的文字報(bào)告，并編

20、制相應(yīng)的圖表。三、井田水文地質(zhì)觀測(cè)水文地質(zhì)觀測(cè)，是礦井水文地質(zhì)工作的主要項(xiàng)目，是長(zhǎng)期提供水文地質(zhì)資料的重要手段。通過(guò)水文地質(zhì)觀測(cè)所獲得的資料，有助于解決如下幾方面的問(wèn)題：1.地下水的動(dòng)態(tài)與大氣降水的關(guān)系。2.各含水層之間的水力聯(lián)系。3.各含水層與礦井涌水的關(guān)系，分析礦井涌水水源。4.分析斷層、陷落柱的導(dǎo)水性。5.研究含水層的富水性，以便對(duì)含水層疏干的可能性作出評(píng)價(jià)。6.研究礦井涌水量與開(kāi)采面積、深度、巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度的關(guān)系，預(yù)計(jì)礦井涌水量。7.為防治礦井水提供依據(jù)，以指導(dǎo)采掘工作的進(jìn)行。8.對(duì)礦井水文地質(zhì)條件作綜合性的評(píng)價(jià)。礦井水文地質(zhì)條件，不僅受自然因素的影響。同時(shí)也受采礦活動(dòng)的影響。在礦井建設(shè)

21、和生產(chǎn)過(guò)程中，為了及時(shí)掌握地下水的動(dòng)態(tài)，保證工作安全，就必須經(jīng)常了解水文地質(zhì)條件的變化情況。因此，礦井水文地質(zhì)觀測(cè)是礦井水文地質(zhì)工作必不可少的項(xiàng)目。礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中的水文地質(zhì)觀測(cè)工作，一般包括兩部分內(nèi)容：即地面水文地質(zhì)觀測(cè)和井下水文地質(zhì)觀測(cè)?，F(xiàn)分別介紹于下：（一）、地面水文地質(zhì)觀測(cè)地面水文地質(zhì)觀測(cè)包括：氣象觀測(cè)、水文觀測(cè)、地下水觀測(cè)及采礦后形成的冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶高度觀測(cè)等四個(gè)方面。1、氣象觀測(cè)主要是降水量的觀測(cè)。一般情況下可以搜集礦井附近氣象站的觀測(cè)資料。但有些礦井與氣象站相距較遠(yuǎn)，當(dāng)其資料不能說(shuō)明礦井的氣象特征時(shí)，應(yīng)設(shè)立礦井氣象站。觀測(cè)內(nèi)容，除降水量外，還應(yīng)包括：蒸發(fā)量、氣溫、相對(duì)濕度

22、等。觀測(cè)時(shí)間和要求應(yīng)與氣象站一致。氣象觀測(cè)資料，應(yīng)整理成氣象要素變化圖，,以說(shuō)明礦井范圍內(nèi)氣象要素變化情況。此外，還應(yīng)當(dāng)把氣象要素變化同礦井建設(shè)和生產(chǎn)的實(shí)踐結(jié)合起來(lái)分析研究，如編制降水量與礦井涌水量變化關(guān)系曲線圖，以幫助分析礦井涌水條件。2、地表水觀測(cè)地表水主要是指河流、溪流、大水溝、湖泊、水庫(kù)、大塌陷坑積水等。對(duì)分布于礦井范圍內(nèi)的地表水，都應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行定期觀測(cè)。對(duì)于通過(guò)礦井的河流、溪流、大水溝一般在其出入礦井或采區(qū)、含水層露頭區(qū)、地表裂縫、塌陷區(qū)及支流匯入的上下端設(shè)立觀測(cè)站，定期地測(cè)定其流量（雨季最大流量）、水位（雨季最高洪水位），通過(guò)礦井、地表裂縫、塌陷區(qū)、含水層露頭及構(gòu)造斷裂帶、陷落柱等

23、地段的流(漏)失量，河流泛濫時(shí)洪水淹沒(méi)區(qū)的范圍和時(shí)間。對(duì)分布在礦井范圍內(nèi)的湖泊、水庫(kù)、大塌陷坑積水區(qū)，也必須設(shè)立觀測(cè)站，進(jìn)行定期觀測(cè)。觀測(cè)的內(nèi)容主要是積水范圍、水深、水量、水質(zhì)及水位標(biāo)高等。上述觀測(cè)內(nèi)容，在正常情況下，一般每月觀測(cè)一次，但如果采掘工作面接近或通過(guò)地表水體之下，或者通過(guò)與地表水有可能發(fā)生水力聯(lián)系的斷裂構(gòu)造帶、陷落柱時(shí)，觀測(cè)次數(shù)則應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)增加。通過(guò)上述觀測(cè)所獲得的資料，應(yīng)整理成曲線圖，以便研究其流量（水量）、水位的變化規(guī)律，找出其變化原因，并預(yù)測(cè)地表水對(duì)礦井涌水的影響。此外，還應(yīng)將河水漏失地段、洪水淹沒(méi)范圍等標(biāo)在相應(yīng)的圖紙上。3、地下水觀測(cè)地下水觀測(cè)，是研究地下水動(dòng)態(tài)的重

24、要手段。在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)該選擇一些具有代表性的泉、井、鉆孔、被淹礦井以及勘探巷道等，作為觀測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行地下水的動(dòng)態(tài)觀測(cè)。如果已有的觀測(cè)點(diǎn)不能滿足觀測(cè)要求時(shí)，則需根據(jù)礦井的水文地質(zhì)特征和建設(shè)生產(chǎn)要求，增加新的觀測(cè)點(diǎn)與已有的觀測(cè)點(diǎn)組成觀測(cè)系統(tǒng)（如觀測(cè)線或觀測(cè)網(wǎng)）。1）、觀測(cè)點(diǎn)的布置：觀測(cè)點(diǎn)的布置，除根據(jù)礦井的水文地質(zhì)特征、地質(zhì)構(gòu)造、地表水的分布等情況外，還應(yīng)該根據(jù)礦井建設(shè)和生產(chǎn)的分布情況及要求來(lái)確定。一般應(yīng)考慮布置在以下的地段：（1）對(duì)礦井的建設(shè)和生產(chǎn)有直接影響的含水層。（2）影響礦井涌水的地質(zhì)構(gòu)造破碎帶。（3）與地表水可能有水力聯(lián)系的含水層。（4）礦井的設(shè)計(jì)開(kāi)采地段。（5）水文地質(zhì)條件在

25、開(kāi)采過(guò)程中可能發(fā)生變化的地段。（6）人為因素對(duì)礦井涌水有影響的地段。（7）井下主要突水點(diǎn)附近。（8）具有突水威脅，但尚未發(fā)生突水的地段。此外，觀測(cè)孔要盡可能做到一孔多用，井上井下、礦區(qū)與礦區(qū)、礦井與礦井之間密切配合，先急后緩、短期使用與長(zhǎng)期使用相結(jié)合。同時(shí)，觀測(cè)孔的布置應(yīng)盡量少占或不占農(nóng)田，不影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。布孔建網(wǎng)，必須有詳細(xì)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中對(duì)每一個(gè)觀測(cè)孔，都應(yīng)該提出明確的目的和要求。如觀測(cè)項(xiàng)目、觀測(cè)層位、鉆孔深度、鉆孔結(jié)構(gòu)、施工要求、止水方法、止水深度以及孔口裝置等等。在施工過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須經(jīng)常深入現(xiàn)場(chǎng)，與施工人員緊密配合，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)研究處理。2）、觀測(cè)要求：（1）根據(jù)礦井水文地質(zhì)特征

26、和要求，對(duì)觀測(cè)線或觀測(cè)網(wǎng)上的每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，觀測(cè)項(xiàng)目視具體情況而定。如對(duì)泉水觀測(cè)，一般只要求觀測(cè)其流量、水溫、水質(zhì)；對(duì)于井及鉆孔等的觀測(cè)，除在特殊情況下，要進(jìn)行水文地質(zhì)試驗(yàn)測(cè)定其流量外，一般只要求觀測(cè)其水位、水溫及水質(zhì)。（2）觀測(cè)時(shí)間間隔：在未掌握地下水的動(dòng)態(tài)規(guī)律以前，一般每5-10天觀測(cè)一次。在雨季或其他特殊情況下（如礦井發(fā)生突水等），則要根據(jù)具體情況，適當(dāng)增加觀測(cè)次數(shù)。掌握規(guī)律后，觀測(cè)的時(shí)間間隔可適當(dāng)延長(zhǎng)。（3）觀測(cè)點(diǎn)要統(tǒng)一編號(hào)，測(cè)定其座標(biāo)和標(biāo)高，設(shè)置固定標(biāo)高的觀測(cè)標(biāo)志。這個(gè)標(biāo)志不能損壞和移動(dòng)，并須每年復(fù)測(cè)標(biāo)高一次。（4）觀測(cè)流量或水位時(shí)，同時(shí)觀測(cè)水溫。在觀測(cè)水溫時(shí)，溫度計(jì)沉入水中

27、的時(shí)間，一般不應(yīng)少于10分鐘。（5）為了減少誤差，每次水位觀測(cè)至少有三個(gè)讀數(shù)，其誤差不能超過(guò)2厘米；水溫誤差不超過(guò)0.2，如果發(fā)現(xiàn)有異常現(xiàn)象，要立即分析，必要時(shí)進(jìn)行重測(cè)。（6）每次觀測(cè)最好能固定人員，并且盡可能在同一時(shí)間或在最短的時(shí)間內(nèi)觀測(cè)完畢，也可按固定時(shí)間和順序，沿一定的路線進(jìn)行，并用同一測(cè)量工具。測(cè)量工具必須在觀測(cè)前進(jìn)行檢查校正。（7）觀測(cè)鉆孔，一般每半年到一年檢查一次孔深，如果發(fā)現(xiàn)有淤塞現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)加以處理。3）、觀測(cè)資料的整理，進(jìn)行地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)的目的，在于通過(guò)日常觀測(cè)，了解一個(gè)礦井水文地質(zhì)條件隨時(shí)間的延續(xù)所發(fā)生的變化規(guī)律。為此，對(duì)地下水的觀測(cè)資料，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行整理和分析。對(duì)每一個(gè)觀測(cè)

28、點(diǎn)的資料，應(yīng)編制成水位變化曲線圖、流量變化曲線圖等，以便掌握該點(diǎn)地下水的動(dòng)態(tài)。對(duì)整個(gè)觀測(cè)系統(tǒng)的資料，應(yīng)定期整理，編制成綜合圖件，如等水位線圖（等水壓線圖）、水化學(xué)剖面圖等，以掌握整個(gè)礦井范圍內(nèi)某一個(gè)時(shí)期的水文地質(zhì)條件變化情況，以便分析礦井的涌水條件及其變化。4、冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度的觀測(cè)煤炭采出之后，在地下形成采空區(qū)，其上覆巖失去支撐，巖層的原始狀態(tài)發(fā)生變化，頂板巖層發(fā)生移動(dòng)、變形以至破壞和冒落。隨著開(kāi)采面積的不斷擴(kuò)大，巖層的移動(dòng)與變形從煤層頂板一直發(fā)展到地表，最后在覆蓋巖層內(nèi)部形成破壞，在地表形成下沉盆地和塌陷坑、裂隙等破壞現(xiàn)象。如果覆巖破壞冒落或所形成的裂隙，波及到煤層頂板以上含水層

29、乃至地表，就有可能成為含水層水或地表水進(jìn)入井下的通道。冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度的觀測(cè)主要是觀測(cè)煤層采空后。其上覆巖層失去支撐而發(fā)生變形、移動(dòng)以至冒落、開(kāi)裂，所形成的冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶的高度發(fā)展到地面所產(chǎn)生的地裂縫、塌陷坑。地裂縫、塌陷坑是地表水進(jìn)入礦井的通道。為此，地裂縫、塌陷坑的觀測(cè)及治理是地面防治水工作的重要環(huán)節(jié)。冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶、整體移動(dòng)帶發(fā)育規(guī)律如下：（1）、三帶的劃分在采空區(qū)上方根據(jù)巖層破壞和變形情況，可以將巖層移動(dòng)劃分為三個(gè)不同的區(qū)域，通常稱為三帶（圖3-1-1）。根據(jù)工作面放頂直接觀測(cè)和采空區(qū)上方鉆探結(jié)果分析，采空區(qū)圍巖破壞形成三帶的過(guò)程，具有以下特征：（a）冒落帶煤層采出之

30、后，如果采空區(qū)未用外部材料進(jìn)行充填，頂板巖層在自重的作用下，開(kāi)始彎曲，產(chǎn)生裂縫乃至斷裂，最后冒落。冒落的巖石呈塊狀，不規(guī)則地在采空區(qū)堆積起來(lái)。開(kāi)始是第一層冒落、接著是第二層、第三層冒落，一直到上部巖層在彎曲或開(kāi)裂時(shí)，能夠支撐在冒落后堆積起來(lái)的巖塊之上為止。冒落帶的高度，取決于采出煤層的厚度、采煤方法和巖層的力學(xué)性質(zhì)等等。從水文地質(zhì)的角度來(lái)看，如果冒落帶的高度直接波及到采空區(qū)上方富含水層或地表水體時(shí)，礦井突水事故就不可避免。如圖3-1-2。（b）導(dǎo)水裂隙帶在覆巖破壞冒落的初期，冒落帶內(nèi)的破碎巖石之間，存在著較大的空隙，但在上覆巖層的荷重作用下，逐漸被壓密壓實(shí)，空隙不斷縮小。這樣，冒落帶上方的巖層

31、，在重力作用下，繼續(xù)下沉彎曲，當(dāng)其彎曲程度達(dá)到一定的極限，超過(guò)了它的力學(xué)強(qiáng)度，巖層就會(huì)產(chǎn)生張性裂隙以至斷裂。離采空區(qū)越高，巖層產(chǎn)生的裂隙也就越少和越小，或僅產(chǎn)生離層現(xiàn)象。與采空區(qū)構(gòu)成水力聯(lián)系和斷裂或裂隙，稱為導(dǎo)水裂隙。導(dǎo)水裂隙發(fā)育的區(qū)域，謂之導(dǎo)水裂隙帶。導(dǎo)水裂隙帶的最高點(diǎn)到回采上邊界的垂直高度，稱為導(dǎo)水裂隙帶的高度。導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育的高度，與巖石的抗張強(qiáng)度和冒落巖石的碎脹性有密切的關(guān)系。當(dāng)該帶的高度直接波及至富含水層或地表水體時(shí)，礦井涌水量就會(huì)急劇增加，但一般不會(huì)造成突水事故，見(jiàn)圖3-1-3。（c）整體移動(dòng)帶此帶位于導(dǎo)水裂隙帶之上方，巖層呈平緩彎曲，沒(méi)有大的斷裂，或者在其下部有少數(shù)局部的斷裂或裂

32、隙。在一般情況下，這一帶的斷裂或裂隙，不與井下溝通。此外，在這個(gè)帶的上部地表，特別是在地表下沉盆地邊緣，往往產(chǎn)生張性裂隙。這些裂隙的深度，根據(jù)一些礦的實(shí)測(cè)資料表明，一般在310米左右，并從地表向下逐漸變窄以至閉合。當(dāng)采深不大時(shí)，如果礦區(qū)地表沒(méi)有第四紀(jì)地層覆蓋，或者第四紀(jì)覆蓋層很薄，地表形成的張性裂隙就有可能與導(dǎo)水裂隙帶互相溝通，從而成為地表水進(jìn)入井下的通道。開(kāi)采傾斜煤層時(shí)，除上述三個(gè)帶外，在底板巖層中也可能出現(xiàn)較為劇烈的移動(dòng)，如底板滑落、抽冒等等，從而引起地表突然塌陷，出現(xiàn)塌陷坑、塌陷漏斗等。（2）、水體下及富含水層下采煤常用的幾種措施在水體及富含水層下采煤，常用的措施有下面幾種：a.對(duì)水體進(jìn)

33、行疏干后開(kāi)采，包括對(duì)富含水層的疏干或降低水位，排除地面積水或河流改道等。b.保留一定高度的煤柱，選擇合理的采深與采高比，在安全深度下開(kāi)采。c.采用適當(dāng)?shù)牟擅悍椒ê瓦m當(dāng)?shù)捻敯骞芾矸椒ǎㄈ绯涮铋_(kāi)采），緩和巖層移動(dòng)，降低導(dǎo)水裂隙帶的高度。先開(kāi)采深部煤層，然后逐步向上開(kāi)采淺部；先開(kāi)采離水體遠(yuǎn)的煤層，后開(kāi)采離水體近的煤層 ，或者是在枯水季節(jié)開(kāi)采等。水體下及富含水層下采煤，能否發(fā)生突水事故，主要取決于煤層被采出后，上覆巖層所形成的冒落帶或?qū)严稁欠裰苯踊蜷g接地波及到富含水層或地表水體。因此，在研究水體下及富含水層下采煤時(shí)，就有必要對(duì)巖層移動(dòng)的規(guī)律有所了解。 (二)、井下水文地質(zhì)觀測(cè)井下水文地質(zhì)觀測(cè)工作

34、，應(yīng)隨礦井巷道掘進(jìn)及回采工作同時(shí)進(jìn)行。其主要內(nèi)容，有如下幾方面。1、巷道充水性觀測(cè)1）含水層觀測(cè)：當(dāng)巷道通過(guò)含水層時(shí)，應(yīng)詳細(xì)地記述其厚度、巖性、裂隙或巖溶發(fā)育情況、揭露點(diǎn)的標(biāo)高、涌水量、水壓及水溫等。必要時(shí)，取水樣進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)。2）巖層裂隙發(fā)育調(diào)查及觀測(cè)：對(duì)巷道穿過(guò)的含水層，應(yīng)進(jìn)行裂隙發(fā)育情況調(diào)查，記述裂隙的產(chǎn)狀要素、長(zhǎng)度及寬度、成因類型、張開(kāi)的或是閉合的、充填的程度及充填物的成分、地下水活動(dòng)痕跡及裂隙的消失情況等，并選擇有代表性的地段、測(cè)量其裂隙率。裂隙率的測(cè)定方法，一般是在選定的塊段內(nèi)，用小鋼尺逐條測(cè)量裂隙的長(zhǎng)度、寬度，然后按下式計(jì)算裂隙率：Kr式中 Kr裂隙率裂隙面積，F(xiàn)測(cè)量塊段的面積（

35、米2）3）斷裂構(gòu)造觀測(cè)：斷裂構(gòu)造往往是地下水活動(dòng)的主要通道。因此，當(dāng)巷道揭露斷層時(shí)，首先應(yīng)確定斷層的性質(zhì)，同時(shí)測(cè)量斷層的產(chǎn)狀要素、落差、斷層帶的寬度、充填物質(zhì)及其透水情況等，并一一作出詳細(xì)的記錄。4）出水點(diǎn)觀測(cè)：隨著礦井巷道掘進(jìn)或回采工作面的推進(jìn)，如果發(fā)現(xiàn)有出水現(xiàn)象，水文地質(zhì)工作人員應(yīng)及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè)。觀測(cè)的內(nèi)容包括出水時(shí)間、地點(diǎn)、出水層位、巖性、厚度、出水形式、水量、水壓、標(biāo)高、出水點(diǎn)圍巖及巷道的破壞變形情況等，找出出水原因，分析水源。有必要時(shí)，應(yīng)取水樣進(jìn)行化學(xué)分析。上述內(nèi)容也必須作出詳細(xì)的記錄片，編制出水點(diǎn)記錄卡（如表3-2-1），并繪制出水點(diǎn)素描圖(彩色照片)或剖面圖（如圖3-2-1、

36、3-2-2）及出水點(diǎn)水量變化曲線圖（圖3-2-3）。出水點(diǎn)記錄卡片（表3-2-1）出水時(shí)間出水地點(diǎn)出水層位出水形式出水口標(biāo)高（m）水壓（MPa）出水量(m 3/h）水質(zhì)分析出水原因水源分析對(duì)生產(chǎn)的影響備注5）出水征兆的觀測(cè)：隨著井下巷道的開(kāi)拓，回采工作面的推進(jìn)，水文地質(zhì)工作人員，要經(jīng)常深入現(xiàn)場(chǎng)，觀測(cè)巷道工作面是否潮濕、滴水、淋水以及頂、底板和支柱的變形情況，如底鼓、頂板陷落、片幫、支柱折斷、圍巖膨脹、巷道斷面縮小等。這些現(xiàn)象都是可能出水的征兆，在觀測(cè)時(shí)，都要作出詳細(xì)的記錄。此外，煤層或巖石在透水之前，一般還會(huì)有些征兆，如：1）煤層里面有“吱吱”的水叫聲音。煤層本身一般是不含水的，在工作面的周圍

37、，如果有壓力大的含水層或積水區(qū)存在，水就要從裂隙向外擠出。只要靠近煤幫一聽(tīng)，就會(huì)聽(tīng)到“吱吱”的聲音，甚至有向外滲水的現(xiàn)象。2）煤本身是有光澤的，遇到地下水，就會(huì)變成灰色而無(wú)光。在這種情況下，可以挖去表面一層煤，如果里面的煤是光亮的話，證明水不是由煤里面透出來(lái)的，而是前面不遠(yuǎn)有地下水。3）煤本身是不透水的，如遇到煤層“發(fā)汗”，可以挖去表面一薄層煤，用手摸摸新煤面，如果感到潮濕，并慢慢結(jié)成水珠，這說(shuō)明前面不遠(yuǎn)會(huì)遇到地下水。 4)煤是不傳熱的，如發(fā)現(xiàn)掌子面發(fā)潮“發(fā)汗”，可用手掌貼在潮濕的煤面上，等一個(gè)時(shí)間，如感到手變暖，說(shuō)明離地下水還很遠(yuǎn)，如果一直是冰冷的，好象放在鐵板上一樣，就說(shuō)明前面不遠(yuǎn)有地下水

38、。5）靠近地下水的掌面子，一進(jìn)去有陰涼的感覺(jué)，時(shí)間越長(zhǎng)就越陰涼。6）老窯水一般有臭雞蛋氣味，在掌子面聞到這種氣味時(shí)，就應(yīng)當(dāng)肯定前面有老窯水。也可以用嘴來(lái)嘗嘗從工作面滲出來(lái)的水，老窯水發(fā)澀味，而含水層中的水一般發(fā)甜味。7）把掌子面出現(xiàn)的水珠，放在大拇指與四指之間互相摩擦，如果是老窯水，手指間有發(fā)滑的感覺(jué)。8）辨別水的顏色。一般發(fā)現(xiàn)淌“鐵銹水”（水發(fā)紅），是老空水和老峒水的象征；水色清、水味甜、水溫低，是石灰?guī)r水的象征；水色黃混，水味甜，是沖積層水的象征；水味發(fā)澀帶咸，有時(shí)水色呈灰白，是二疊系煤系地層水的象征。上述這些征兆，并不是說(shuō)每個(gè)工作面在透水之前都必定出現(xiàn)，有時(shí)可能發(fā)現(xiàn)一個(gè)兩個(gè)，有時(shí)甚至沒(méi)有

39、出現(xiàn)。如果發(fā)現(xiàn)這些征兆，就應(yīng)該將位置在有關(guān)的生產(chǎn)圖件上標(biāo)出，并圈出可疑的突水范圍，與此同時(shí)，和有關(guān)部門(mén)取得聯(lián)系，采取措施，進(jìn)一步探查清楚。2、礦井涌水量觀測(cè)礦井涌水量觀測(cè)，應(yīng)根據(jù)井下的出水點(diǎn)及排水系統(tǒng)的分布情況，選擇有代表性的地點(diǎn)，布置觀測(cè)站。一般觀測(cè)站多布置在各巷道排水溝的出口處、主要巷道排水溝注入水倉(cāng)處、石門(mén)采區(qū)排水溝的出口處、井下出水點(diǎn)附近。此外對(duì)一些臨時(shí)性出水點(diǎn)，可選擇有代表性的地點(diǎn)，設(shè)置臨時(shí)觀測(cè)站。礦井涌水量一般每旬觀測(cè)一次，水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，每旬應(yīng)觀測(cè)2-3次，雨季觀測(cè)的次數(shù)還應(yīng)適當(dāng)增加。礦井如有數(shù)個(gè)水平，應(yīng)分水平測(cè)定涌水量。井下初揭露的涌水量未穩(wěn)定和涌水規(guī)律未掌握之前，一般

40、應(yīng)每天測(cè)量一次，待涌水規(guī)律基本掌握之后，可適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)的時(shí)間間隔。如果發(fā)生突然涌水，在涌水規(guī)律未掌握之前應(yīng)每隔1-2小時(shí)測(cè)定一次，以后再逐步地每班、每天、每周、每旬測(cè)定一次，同時(shí)應(yīng)對(duì)井下其他涌水地點(diǎn)或觀測(cè)鉆孔進(jìn)行同樣的觀測(cè)。觀測(cè)涌水量時(shí)，應(yīng)同時(shí)測(cè)定水溫、水壓（水位），必要時(shí)，采水樣化驗(yàn)。當(dāng)井下巷道或回采工作面通過(guò)地面河流、大水溝、蓄水池及富含水層之下；穿過(guò)切割地面河流、大水溝，蓄水池及富含水層的構(gòu)造斷裂帶；或巷道接近老空積水區(qū)時(shí)，應(yīng)每天或每班測(cè)定涌水量。井下的疏干鉆孔及老窯放水鉆孔，每隔3-5天測(cè)定一次涌不量和水位（水壓），并根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，繪制出降壓曲線及水位與涌水量關(guān)系曲線圖，以觀測(cè)其疏干效

41、果。豎井一般每延深10米（垂直），斜井每延深斜長(zhǎng)20米，應(yīng)測(cè)量一次涌水量。掘進(jìn)至含水層時(shí)，雖不到規(guī)定距離，也應(yīng)在含水層的頂、底板各側(cè)一次。礦井涌水量觀測(cè)方法，常用的有如下幾種：（1） 容積法：用一定容積的量水桶（圓的或者是方形的），放在出水點(diǎn)附近，然后將出水點(diǎn)流出的水導(dǎo)入桶內(nèi)，用秒表記下流滿桶所需要的時(shí)間，按下述公式計(jì)算其涌水量：式中涌水量（m3/h或m3/min）量水桶的容積（m3）流滿水桶所需的時(shí)間（t，min,s）。在井筒開(kāi)鑿時(shí)，常常利用迎頭的水窩，來(lái)測(cè)量涌水量。其方法是：用水泵將井底水窩內(nèi)的水位降低一部分，然后停泵，測(cè)量水頭升高到一定位置所需的時(shí)間，按下式計(jì)算其涌水量：式中水窩斷面積（

42、m2）。水位上升高度（m）。其他符號(hào)的意義同前。測(cè)量巷道頂板滴水和淋水的水量時(shí)，也可用容積法測(cè)定。一般是采用一塊長(zhǎng)約2米，寬與巷道的寬度大致相等的鐵皮或塑料布，將水聚集起來(lái)，然后導(dǎo)入量水桶中，用前述公式計(jì)算其涌水量。容積法測(cè)定涌水量一般比較準(zhǔn)確，但有局限性，當(dāng)涌水量過(guò)大時(shí)，這種方法不宜使用。（2）浮標(biāo)法：這種方法是在規(guī)則的水溝上下游選定兩個(gè)斷面，并分別測(cè)定這兩個(gè)斷面的過(guò)水面積F1和F2，取其平均值，再量出這兩個(gè)斷面之間的距離L，然后用一個(gè)輕的浮標(biāo)（如木片，樹(shù)皮、厚紙片、乒乓球之類），從水溝上游的斷面投入水中，同時(shí)記下時(shí)間，等浮標(biāo)到達(dá)下游斷面時(shí)，再記下時(shí)間，兩個(gè)時(shí)間的差值，即浮標(biāo)從上游斷面到下游

43、斷面，流經(jīng)L長(zhǎng)的距離所需的時(shí)間t，然后按下式計(jì)算其涌水量 ： 這種方法簡(jiǎn)單易行，特別是涌水量大時(shí)更適用，但精度不太高，一般還需乘上一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的確定，需考慮到水溝斷面的粗糙程度，巷道風(fēng)流方向及大小等，一般取0.85。（3）堰測(cè)法：這種方法的實(shí)質(zhì)，就是使排水溝的水，通過(guò)一固定形狀的堰口，測(cè)量堰口上游（一般在二倍h的地點(diǎn)）的水頭高度，就可以算出流量，堰口的形狀不同，計(jì)算的公式也不一樣，常用的有如下三種堰形：三角堰：這種堰適合于流量0.5m3/s的情況。計(jì)算公式為： 式中流量（m3/s）堰口上游二倍處的水頭高度（cm）梯形堰：其計(jì)算公式為： 其中B堰口底寬（cm）。其他符號(hào)的意義同前。 矩

44、形堰：其計(jì)算公式為：有縮流時(shí)（即堰口窄于水溝） 無(wú)縮流時(shí)（即堰口與水溝一樣寬） 式中各符號(hào)的意義同前。使用堰測(cè)法時(shí)，必須注意堰口的上下游一定要形成水頭差（跌水），否則，測(cè)量的結(jié)果是不準(zhǔn)確的。為了計(jì)算方便，可根據(jù)上述各堰形的公式編制成水量換算表，在觀測(cè)水量時(shí)，只要測(cè)出水頭高度，即可從表中查出水量的數(shù)字。 （4）流速儀法：使用流速儀測(cè)定礦井涌水量，一般是在巷道水溝中選定一個(gè)斷面，然后用流速儀測(cè)定水溝過(guò)水?dāng)嗝嬷蓄A(yù)定測(cè)點(diǎn)的平均流速，從而確定該斷面的流量。流速儀主要由感應(yīng)部分（包括旋杯、旋軸、頂針）、傳訊盒部分（包括偏心筒、齒輪、接觸絲、傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)）及尾翼等三部分組成。測(cè)量時(shí)，將儀器放入水溝中，當(dāng)水流作用

45、到儀器的感應(yīng)元件旋杯時(shí)，由于左右兩邊的杯子具有凹凸形狀的差異，因此壓力不等，其壓力差即形成了一轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，并促使旋杯旋轉(zhuǎn)。水流的速度越快，旋杯的轉(zhuǎn)速也越快，它們之間存在著一定的函數(shù)關(guān)系，此關(guān)系是通過(guò)檢定水槽的實(shí)驗(yàn)而確定的。每架儀器檢定的結(jié)果均附有檢定公式，其公 式中流速（m3/s）；旋杯轉(zhuǎn)速，等于旋杯總轉(zhuǎn)數(shù)“N”與相應(yīng)的測(cè)速歷時(shí)“”之比，即：（1/s）；儀器的倍常數(shù)；儀器的摩阻系數(shù)。常數(shù)和是表征儀器性能的系數(shù)，與旋杯的大小、形狀、旋軸的軸向間隙、頂針與頂窩的圓弧、光潔度、接觸絲的松緊度等因素有關(guān)。因此，對(duì)該部分的配合關(guān)系必須嚴(yán)格地遵照技術(shù)要求進(jìn)行檢查和調(diào)整。水流速度的測(cè)定，實(shí)際上就是測(cè)量在預(yù)定時(shí)

46、間內(nèi)旋杯被水流沖擊時(shí)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)數(shù)。旋杯的轉(zhuǎn)數(shù)系借助于儀器的接觸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為電脈沖訊號(hào)，經(jīng)由電線傳遞到水面部分的電訊設(shè)備來(lái)測(cè)得，旋杯每轉(zhuǎn)5轉(zhuǎn)，接觸機(jī)構(gòu)接通電路一次，電訊設(shè)備即發(fā)出一次訊號(hào)（鈴響或燈亮）。測(cè)量者統(tǒng)計(jì)此訊號(hào)數(shù)（乘以5即為旋杯的總轉(zhuǎn)數(shù)“”和相應(yīng)的測(cè)速歷時(shí)“”，即可按上式計(jì)算水流速度。（5）水泵有效功率法：這種方法是利用水泵的銘牌排水量和它的實(shí)際效率來(lái)?yè)Q算涌水量。例如某一個(gè)礦井，井下泵房裝有三臺(tái)大泵，三臺(tái)大泵的排水能力都是一樣的（每小時(shí)240m3）,但其實(shí)際效率只有銘牌的95%。每個(gè)班只需開(kāi)動(dòng)其中的一臺(tái)工作4小時(shí)，即可將井下的水排完，則該礦井每天（24h）的涌水量為240×0.95×4×3=2736m3，則每分鐘為1.9m3。3.觀測(cè)資料的整理井下水文地質(zhì)觀測(cè)資料，只有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的、科學(xué)的整理之后，才具有實(shí)用價(jià)值。一般都按照下列幾方面進(jìn)行整理。1）涌水量統(tǒng)計(jì)：一般將井下測(cè)得的涌水量數(shù)據(jù)建立起臺(tái)賬。臺(tái)賬的形式很多，目前各礦使用的也不盡一致