礦山安全：礦井涌水量觀測(cè)方法主要有哪些？
1、水桶法
水桶法指的是，將涌出的水導(dǎo)入一定容積的量水桶（圓形或方形），用秒表測(cè)流滿該量水桶所需的時(shí)間，然后按下式計(jì)算涌水量：
Q= V/t
式中Q——涌水量，m3/h（m3/min）
V——量水桶的體積，m3
t——水流滿量水桶的時(shí)間，h（min）
2、水位標(biāo)定法
水位標(biāo)定法指的是利用水泵將水窩（或水倉(cāng)）中的水位降低，然后停泵，測(cè)量回升到原來(lái)位置所需要的時(shí)間，然后按下式計(jì)算涌水量：
Q=FH/t
式中Q——涌水量，m3/h（m3/min）
F——水窩（或水倉(cāng)）的斷面積，m2
H——水位回升的高度，m
t——水流滿涼水桶的時(shí)間，h（min）
3、水泵能力法
水位能力法指的是維持水位不變時(shí)增加水泵的排水能力，按下式計(jì)算涌水量：
Q=KNW+SH/t
式中Q——涌水量，m3/h（m3/min）
K——水泵的排水系數(shù)，％（當(dāng)新水泵排清水時(shí)K=1，舊水泵排清水時(shí)K=0.8，排混水時(shí)K=0.9,舊水泵排混水時(shí)K=0.7，雙臺(tái)舊水泵排水時(shí)K=0.6）
N——增加的水泵臺(tái)數(shù)，臺(tái)
W——水泵的銘牌排水量，m3/h（m3/min）
S——水倉(cāng)（或水窩）水平截面積，m2
H——水位上升的高度，m
T——水位上升所需的時(shí)間，h（min）
當(dāng)H=0時(shí)，即水位不上升，則Q=KNW
4、浮標(biāo)法
浮標(biāo)法指的是利用木屑或紙屑作為浮標(biāo)，測(cè)量水溝中水的流速，根據(jù)水溝斷面計(jì)算涌水量。按下式計(jì)算涌水量：
Q=KVF
式中Q——涌水量，m3/h（m3/min）
F——斷面面積，m2
V=L/t
t——從斷面1到斷面2的水流時(shí)間，h（min）
L——從斷面1到斷面2的水距離，m
K——斷面系數(shù)，與水溝粗糙度、風(fēng)流方向和大小有關(guān)：在一般情況下，水溝水深大于1.0嗎，當(dāng)水溝粗糙時(shí)，K=0.75—0.85；在水溝水溝平滑時(shí)，K=0.80—0.90。
此計(jì)算方法可用于巷道排水溝中水的測(cè)量；當(dāng)涌水較大，淹沒(méi)巷道水溝時(shí)，也可用來(lái)測(cè)量巷道流水中水量。
5、堰測(cè)法
堰測(cè)法指的是在井下排水溝中設(shè)置測(cè)水堰板，使水流通過(guò)一定形狀的堰口水流高度，然后計(jì)算涌水量。
堰測(cè)法采用的測(cè)水堰板通常有三角堰、梯形堰和矩形堰3種。
(a) 三角堰(b)梯形堰 (c)矩形堰
堰測(cè)法計(jì)算涌水量公式分別如下：
三角堰：Q=0.014
梯形堰：Q=0.0186BH
矩形堰：Q=0.01838(B-0.2h)h
式中Q——涌水量，m3/h（m3/min）
h——堰口水流高度，m
B——堰底寬度，m
6、流速儀法
流速儀法指的是使用流速儀測(cè)定水流速度，實(shí)測(cè)水流速度，實(shí)測(cè)水流斷面，然后計(jì)算涌水量。
前言
礦井各水平涌水一般通過(guò)水溝匯入該水平水倉(cāng)，故可以用匯入該水平水倉(cāng)的各條水溝流量值之和近似代替該水平涌水量，將各水平觀測(cè)到的流量之和相加即得礦井涌水量；同時(shí)水倉(cāng)的水每天通過(guò)水泵將水排到地面，每天的排水量近似等于每天的涌水量，將各水平排水量相加也可得到礦井涌水量。礦井涌水量直接觀測(cè)存在很大的困難，一般情況下采用間接觀測(cè)的方法，進(jìn)行一定的近似處理，通過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，現(xiàn)將幾種實(shí)用方法介紹如下。
一、 斷面流速法
（一）、流速測(cè)量
選取礦井各個(gè)水平與水倉(cāng)入口連通的底板巷水溝為觀測(cè)對(duì)象，選取一段平直斷面大小大致相等的水溝段，設(shè)置觀測(cè)站1和2，兩觀測(cè)站距離應(yīng)盡量長(zhǎng)一些，50到100m為宜。選取一顏色醒目的輕質(zhì)薄片作為觀測(cè)標(biāo)志物，一名觀測(cè)者從觀測(cè)站1將標(biāo)志物輕輕放下，同時(shí)啟動(dòng)秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，觀測(cè)站2處也應(yīng)有一名觀測(cè)者，當(dāng)標(biāo)志物到達(dá)觀測(cè)站2時(shí)，這名觀測(cè)者將漂流標(biāo)志物取上來(lái)，同時(shí)停止秒表。量取觀測(cè)站1到觀測(cè)站2的距離，根據(jù)距離和時(shí)間算出流速（單位取m/h）。
（二）、斷面觀測(cè)
量出水溝寬度，鉅形斷面直接量取，梯形斷面量取水流斷面的中線，量取水流深度，計(jì)算出水流斷面積（單位取m2）。
（三）、礦井涌水量計(jì)算
根據(jù)流速×水流斷面積計(jì)算出流量，將該水平水倉(cāng)各入口的流量相加，即為該水平的礦井涌水量，同樣方法觀測(cè)、計(jì)算其他水平礦井涌水量，將各水平的礦井涌水量相加即為全礦井涌水量。
（四）、注意事項(xiàng)
1、觀測(cè)標(biāo)志物密度應(yīng)小于水，能漂浮在水面上，大小適中，長(zhǎng)寬均小于水溝寬度的1/2，形狀規(guī)則，沿橫、豎兩條對(duì)稱軸，兩側(cè)受力均衡，能平穩(wěn)順著水流漂動(dòng)，不會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)而碰到水溝壁，發(fā)生停頓，影響對(duì)流速的觀測(cè)。
2、為排除觀測(cè)過(guò)程中人為因素的影響，以上過(guò)程應(yīng)獨(dú)立進(jìn)行三次，取平均值。
二、 三角形薄壁堰測(cè)法
我們知道，地面明渠可以采用堰測(cè)法測(cè)流量，把觀測(cè)值代入一個(gè)由大量數(shù)據(jù)推出的經(jīng)驗(yàn)公式得到流量，當(dāng)明渠流量較大，一般采用矩形堰或梯形堰測(cè)流量，而煤礦井下水溝一般流量較小，如果使用矩形堰或梯形堰測(cè)量流量，則上下游的液位差很小，這會(huì)使得測(cè)量誤差增大，為了使測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確往往使用三角形堰。
三角形堰一般為堰口形狀為等腰直角三角形的薄壁堰，當(dāng)采用公式Q=kh5/2(系數(shù)一般取0.014)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，h的單位取cm，計(jì)算得Q的單位為L(zhǎng)/S,將所得的Q乘以3.6即可換算成常用單位m3/h。當(dāng)采用上述公式時(shí)，堰高應(yīng)大于等于最大刻度值h的2倍，渠寬應(yīng)大于等于最大刻度值h的3~4倍，本礦水溝寬度一般為40cm，故采用下圖所示三角堰測(cè)涌水量。
注意事項(xiàng)
1、應(yīng)選取平直、水流平穩(wěn)的巷道段進(jìn)行測(cè)量。
2、觀測(cè)前，應(yīng)先將觀測(cè)位置前后10m的水溝內(nèi)的淤泥清理干凈，保證巷道的斷面大小符合要求，不影響測(cè)量結(jié)果。
3、三角堰應(yīng)垂直于巷道底板和兩壁放置，要使堰板上邊線保持水平，且保證堰板底部不漏水，邊上未擋到的部分應(yīng)用板狀物封堵嚴(yán)實(shí)，使之盡量不漏水。
4、觀測(cè)過(guò)程中，要等上游液面平穩(wěn)下來(lái)不再變化，再進(jìn)行讀數(shù)，應(yīng)站在上游一側(cè)讀數(shù)，讀液面的最高位置。
三、 水泵排水量等效法
礦井各水平涌水一般通過(guò)水溝匯入該水平水倉(cāng)，每天通過(guò)水泵將水排到地面，每天的排水量近似等于每天的涌水量，故將各水平排水量相加即得礦井涌水量。
第一天，開(kāi)啟水泵排水，記下時(shí)刻，排水結(jié)束時(shí)，記下水位傳感器讀數(shù)。第二天，按第一天開(kāi)啟水泵時(shí)刻開(kāi)始排水，注意觀察水位傳感器讀數(shù)，當(dāng)讀數(shù)達(dá)到第一天排水結(jié)束讀數(shù)位置時(shí)，停止排水，記下時(shí)刻，計(jì)算出排水所用時(shí)間。連續(xù)觀測(cè)三天，求出所用時(shí)間的平均值。
根據(jù)P=UI，當(dāng)電壓不變，電功率（可近似看成排水功率）與電流成正比例關(guān)系，按公式U= = 可求出實(shí)際電功率P實(shí)，即為水泵實(shí)際排水功率，亦即水泵單位時(shí)間實(shí)際排水量。
水泵單位時(shí)間實(shí)際排水量×排水時(shí)間得到該水平排水量，因?yàn)榈谝惶旌偷诙焓峭瑫r(shí)刻開(kāi)始排水的，算出的排水量近似等于該水平24小時(shí)的涌水量，除以24得到礦井每小時(shí)涌水量（單位取m3/h）。同樣方法觀測(cè)、計(jì)算其他水平涌水量，將各水平的涌水量相加即為全礦井涌水量。
小結(jié)
通過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐證明，對(duì)同一區(qū)域同時(shí)使用這三種礦井涌水量實(shí)用觀測(cè)方法，所得結(jié)果基本一致，說(shuō)明這三種方法是比較準(zhǔn)確的，同時(shí)這三種方法簡(jiǎn)便易行，具有較強(qiáng)的可行性和可操作性，能夠在涌水量較小的礦井得到推廣和應(yīng)用。
