礦山安全：礦井涌水量觀測方法主要有哪些？
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），用秒表測流滿該量水桶所需的時間，然后按下式計算涌水量：
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）中的水位降低，然后停泵，測量回升到原來位置所需要的時間，然后按下式計算涌水量：
Q=FH/t
式中Q——涌水量，m3/h（m3/min）
F——水窩（或水倉）的斷面積，m2
H——水位回升的高度，m
t——水流滿涼水桶的時間，h（min）
3、水泵能力法
水位能力法指的是維持水位不變時增加水泵的排水能力，按下式計算涌水量：
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K=1，舊水泵排清水時K=0.8，排混水時K=0.9,舊水泵排混水時K=0.7，雙臺舊水泵排水時K=0.6）
N——增加的水泵臺數(shù)，臺
W——水泵的銘牌排水量，m3/h（m3/min）
S——水倉（或水窩）水平截面積，m2
H——水位上升的高度，m
T——水位上升所需的時間，h（min）
當(dāng)H=0時，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)，測量水溝中水的流速，根據(jù)水溝斷面計算涌水量。按下式計算涌水量：
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，K=0.75—0.85；在水溝水溝平滑時，K=0.80—0.90。
此計算方法可用于巷道排水溝中水的測量；當(dāng)涌水較大，淹沒巷道水溝時，也可用來測量巷道流水中水量。
5、堰測法
堰測法指的是在井下排水溝中設(shè)置測水堰板，使水流通過一定形狀的堰口水流高度，然后計算涌水量。
堰測法采用的測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
堰測法計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定水流速度，實測水流速度，實測水流斷面，然后計算涌水量。
前言
礦井各水平涌水一般通過水溝匯入該水平水倉，故可以用匯入該水平水倉的各條水溝流量值之和近似代替該水平涌水量，將各水平觀測到的流量之和相加即得礦井涌水量；同時水倉的水每天通過水泵將水排到地面，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存在很大的困難，一般情況下采用間接觀測的方法，進行一定的近似處理，通過長期生產(chǎn)實踐，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，現(xiàn)將幾種實用方法介紹如下。
一、 斷面流速法
（一）、流速測量
選取礦井各個水平與水倉入口連通的底板巷水溝為觀測對象，選取一段平直斷面大小大致相等的水溝段，設(shè)置觀測站1和2，兩觀測站距離應(yīng)盡量長一些，50到100m為宜。選取一顏色醒目的輕質(zhì)薄片作為觀測標(biāo)志物，一名觀測者從觀測站1將標(biāo)志物輕輕放下，同時啟動秒表開始計時，觀測站2處也應(yīng)有一名觀測者，當(dāng)標(biāo)志物到達觀測站2時，這名觀測者將漂流標(biāo)志物取上來，同時停止秒表。量取觀測站1到觀測站2的距離，根據(jù)距離和時間算出流速（單位取m/h）。
（二）、斷面觀測
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，計算出水流斷面積（單位取m2）。
（三）、礦井涌水量計算
根據(jù)流速×水流斷面積計算出流量，將該水平水倉各入口的流量相加，即為該水平的礦井涌水量，同樣方法觀測、計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
1、觀測標(biāo)志物密度應(yīng)小于水，能漂浮在水面上，大小適中，長寬均小于水溝寬度的1/2，形狀規(guī)則，沿橫、豎兩條對稱軸，兩側(cè)受力均衡，能平穩(wěn)順著水流漂動，不會發(fā)生旋轉(zhuǎn)而碰到水溝壁，發(fā)生停頓，影響對流速的觀測。
2、為排除觀測過程中人為因素的影響，以上過程應(yīng)獨立進行三次，取平均值。
二、 三角形薄壁堰測法
我們知道，地面明渠可以采用堰測法測流量，把觀測值代入一個由大量數(shù)據(jù)推出的經(jīng)驗公式得到流量，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量流量，則上下游的液位差很小，這會使得測量誤差增大，為了使測量結(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)進行計算時，h的單位取cm，計算得Q的單位為L/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，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涌水量。
注意事項
1、應(yīng)選取平直、水流平穩(wěn)的巷道段進行測量。
2、觀測前，應(yīng)先將觀測位置前后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，使之盡量不漏水。
4、觀測過程中，要等上游液面平穩(wěn)下來不再變化，再進行讀數(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水溝匯入該水平水倉，每天通過水泵將水排到地面，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，開啟水泵排水，記下時刻，排水結(jié)束時，記下水位傳感器讀數(shù)。第二天，按第一天開啟水泵時刻開始排水，注意觀察水位傳感器讀數(shù)，當(dāng)讀數(shù)達到第一天排水結(jié)束讀數(shù)位置時，停止排水，記下時刻，計算出排水所用時間。連續(xù)觀測三天，求出所用時間的平均值。
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= = 可求出實際電功率P實，即為水泵實際排水功率，亦即水泵單位時間實際排水量。
水泵單位時間實際排水量×排水時間得到該水平排水量，因為第一天和第二天是同時刻開始排水的，算出的排水量近似等于該水平24小時的涌水量，除以24得到礦井每小時涌水量（單位取m3/h）。同樣方法觀測、計算其他水平涌水量，將各水平的涌水量相加即為全礦井涌水量。
小結(jié)
通過長期生產(chǎn)實踐證明，對同一區(qū)域同時使用這三種礦井涌水量實用觀測方法，所得結(jié)果基本一致，說明這三種方法是比較準(zhǔn)確的，同時這三種方法簡便易行，具有較強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。
