煤矿常用计算公式及其应用范围(地质).docVIP

矿井水文地质常用计算公式 目 录 一、突水系数公式： 1 二、底板安全隔水层厚度(斯列沙辽夫公式)： 2 三、防水煤柱经验公式： 2 四、老空积水量估算公式： 3 五、明渠稳定均匀流计算公式： 4 六、矿井排水能力计算公式： 4 ㈠矿井正常排水能力计算： 4 ㈡抢险排水能力计算： 5 ㈢排水扬程的计算： 5 ㈣排水管径计算： 5 ㈤排水时间计算： 6 ㈥水仓容量： 6 七、矿井涌水量计算： 6 八、矿井水文点流量测定计算方法： 7 ㈠容积法： 7 ㈡淹没法： 7 ㈢浮标法： 7 ㈣堰测法： 7 九、浆液注入量预算公式： 8 十、常用注浆材料计算公式及参数： 9 ㈠ 普通水泥主要性质： 9 ㈡ 水泥浆配制公式： 9 ㈢ 水玻璃浓度 10 ㈣ 粘土浆主要参数： 10 十一、钻探常用计算公式： 10 十二、单孔出水量估算公式： 11 十三、注浆压力计算公式： 11 十三、冒落带导水裂隙带最大高度经验公式表 12 十四、煤层底板破坏深度计算公式 12 十五、巷道洞室围岩塑性破坏圈厚度计算 14 一、突水系数公式： ㈠定义：每米有效隔水层厚度所能承受的最大水压值。 ㈡公式：Ts＝P/(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））)/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)； 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)。 ㈡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。 ㈢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。 ㈣公式参数取值依据： r—隔水层岩石的容重，取2.5～3.0t/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4.26～10 t/m2。 三、防水煤柱经验公式： ㈠公式：L 式中：L—煤柱留设宽度(m); K—安全系数(一般取2～5)； 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)。 ㈡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。 ㈢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： ㈠公式： Q积=∑Q采+∑Q巷 Q采=KMF/cosa=KMBh/sina Q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—与采空区有联系的各种巷道积水量之和(m3)； K—充水系数：采空区一般用0.25～0.5，煤巷充水系数一般取0.5～0.8，岩巷取0.8～1.0； 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)。 ㈡主要用途： 1.计算老空积水量。 2.计算涌水后淹井(巷)时间。 ㈢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0.25～0.40。 五、明渠稳定均匀流计算公式： ㈠公式Q= ωc 式中 n—粗糙系数； ω—过水断面积(m2)； R—水力半径(m)； R=ω/X X—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)。 ㈡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。 ㈢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0.02～0.025。 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。 ㈠矿井正常排水能力计算： 1.