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矿井涌水量观测方法

矿井涌水量是指单位时间内流入矿井的水量，它是煤矿防治水工作中的一项重要基础资料，准确观测矿井涌水量对于矿井的安全生产和防治水决策至关重要。以下详细介绍几种常见的。

容积法

容积法是一种较为简单直接的涌水量观测方法，适用于涌水量较小且水流较稳定的情况。其原理是利用一定容积的容器，测量在一定时间内流入容器的水量，进而计算出涌水量。

准备工作：准备合适容积的容器，如水桶、水箱等，容器的容积应根据涌水量的大小来选择，确保在合理的观测时间内容器不会溢出，同时准备好秒表用于计时。

观测步骤：将容器放置在水流稳定的位置，使水流能够全部流入容器中。当开始计时的同时，让水流开始流入容器，待容器接满水后，停止计时，记录接水时间。重复上述操作多次，一般不少于3次，以提高测量的准确性。

数据计算：根据每次接水的时间和容器的容积，计算每次的涌水量。涌水量计算公式为：$Q=V/t$，其中$Q$为涌水量（$m3/h$），$V$为容器的容积（$m3$），$t$为接水时间（$h$）。最后，取多次测量结果的平均值作为该观测点的涌水量。

堰测法

堰测法是通过在水流通道上设置堰板，利用堰板上的水位与流量之间的关系来测量涌水量。这种方法适用于水流较为集中、流速稳定的情况。

堰板的选择与安装：常见的堰板有三角堰、矩形堰和梯形堰等。三角堰适用于小流量的测量，矩形堰适用于较大流量的测量，梯形堰则介于两者之间。根据涌水量的大小选择合适的堰板，并将其安装在水流平稳、无漩涡的地方，堰板应与水流方向垂直，且堰口应水平。

水位观测：在堰板上游一定距离处设置水位观测标尺，定期观测水位高度。观测时，应确保水位标尺读数准确，一般读取水面的稳定高度。为了提高测量精度，可采用水位计等仪器进行自动观测。

流量计算：根据堰板的类型和观测到的水位高度，查相应的堰流公式或图表，计算出涌水量。例如，对于三角堰，其流量计算公式为：$Q=1.4H^{2.5}$，其中$Q$为涌水量（$m3/s$），$H$为堰上水头高度（$m$）。

流速仪法

流速仪法是通过测量水流的流速和过水断面面积，进而计算出涌水量。该方法适用于水流速度较大、过水断面规则的情况。

流速仪的选择与安装：根据水流速度的大小选择合适的流速仪，如旋桨式流速仪、电磁流速仪等。将流速仪安装在测杆上，使流速仪的感应部件能够准确测量水流速度。

流速测量：在过水断面上划分若干个测速垂线，每条垂线上再划分若干个测速点。一般情况下，垂线的间距不宜过大，测速点的数量应根据垂线的水深确定。使用流速仪依次测量各测速点的流速，每个测速点的测量时间一般不少于100s，以确保测量结果的准确性。

过水断面面积测量：使用测量工具，如测绳、钢尺等，测量过水断面的宽度和水深，计算出过水断面的面积。过水断面面积的测量应在流速测量的同时进行，以保证数据的一致性。

涌水量计算：根据各测速点的流速和过水断面面积，采用加权平均的方法计算出断面平均流速。涌水量计算公式为：$Q=vA$，其中$Q$为涌水量（$m3/s$），$v$为断面平均流速（$m/s$），$A$为过水断面面积（$m2$）。

水仓水位观测法

对于设有水仓的矿井，可以通过观测水仓水位的变化来计算涌水量。这种方法适用于涌水量相对稳定、水仓容积较大的情况。

水位观测：在水仓内设置水位观测标尺或水位计，定期观测水仓水位的变化。观测时间间隔应根据涌水量的大小和变化情况确定，一般为12小时。

水仓容积计算：事先测量水仓的几何尺寸，计算出水仓的容积与水位高度之间的关系曲线。根据观测到的水位高度，查该关系曲线，得到相应的水仓储水量。

涌水量计算：根据相邻两次水位观测的时间间隔和水仓储水量的变化，计算出这段时间内的平均涌水量。涌水量计算公式为：$Q=(V_2V_1)/t$，其中$Q$为涌水量（$m3/h$），$V_1$、$V_2$分别为相邻两次观测时水仓的储水量（$m3$），$t$为两次观测的时间间隔（$h$）。

在实际观测过程中，为了确保观测数据的准确性和可靠性，应注意以下几点：一是观测人员应经过专业培训，熟悉观测方法和仪器的使用；二是观测仪器应定期进行校准和维护，确保其性能良好；三是观测数据应及时记录和整理，建立完善的观测档案；四是对观测结果应进行分析和验证，发现异常情况应及时采取措施进行处理。