基于裘布依公式的某礦涌水量預測

王 蘋

（云南德成規劃設計有限公司，云南 昆明 650000）

礦坑涌水量預測是水文地質工作者最重要的一項工作之一，預測結果要力求準確，如果預測結果小于實際涌水量，則可能會出現淹井事故，對礦坑設備造成損壞，如果預測結果偏高，可能會增加礦山疏干排水的費用，造成資金的浪費。

1 礦坑水文地質

礦區位于區域水文地質單元的補給徑流區，大氣降水是地下水的主要補給來源。礦床充水含水層沿北東南西向展布，呈狹長條帶狀，具層間徑流的特點。南北走向的東頭斷裂橫切礦床充水含水層，受東頭斷裂上盤裂隙徑流（富水）帶的控制，地下水總體由北向南徑流至礦區南部巖溶泉集中排泄，是主要排泄區。根據水樣分析結果，地下水礦化度低、硬度低，以及離子含量低，也是礦區地下水循環劇烈，補給、徑流、排泄條件良好的一個佐證。

2 礦坑涌水量預測

2.1 裘布依公式簡介

裘布依公式在推廣使用時，需要對礦坑條件進行如下的假定。

①假設含水層各個方向巖層性質差異很小，厚度相等，方向為水平；

②地下水運動不間斷，流束平行，滿足達西定律；

③靜水位為水平；

④承壓水的頂底板與水完全隔離，潛水的井邊水力坡度小于0.25；

裘布依公式為：

式中：Q為井水涌水量，m3/d；K為潛水含水層滲透系數，m/d；H為潛水層厚度m；S為井中穩定的水位降深，m；R為穩定時漏斗半徑，m；r為井的半徑m。

2.2 涌水量計算

該礦礦層賦存在二疊紀砂巖含水層以下，砂巖具有承壓水。斷層從從中間橫穿礦層和地層，斷層透水性能較好，但富水性不強。經過水文地質調查，獲得以下數據：坑道系統面積引用半徑r0=590m，影響半徑R=910m，滲透系數為0.2m/d，砂巖含水層厚度30m，地層傾角13°，平均水頭高度H=100m，坑道系統位置處于隔水巖層上方，采用裘布依公式計算其礦坑涌水量：

2.3 礦坑涌水量測量

對礦坑涌水量進行測量，可以驗證和校核水文地質勘探時期礦坑充水因素的分析與預測涌水量的準確程度，為礦山排水和擴建預測排水量等提供可靠資料。主要方法有以下幾種：

（1）根據水溝水流速度測量涌水量

這種方法原理基于利用坑道中的排水溝來進行測量，一般測點選在坑下水倉入口處，選擇較為合適的已知過水斷面F的排水溝地段上，涌水量為水流速度的0.8倍，為了消除誤差，一般需要在同一水溝中進行多次測量。

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（2）根據水溝安設堰板測量涌水量

在垂直水流方向設置水流流量堰板，然后測量水流流過堰口的高度，通過公式或者查表求得流量。

（3）根據儲水池內水位上升量測定涌水量

這種方法是通過將要測量的礦坑水引入已知截面積的儲水池，根據水位上升的高度，可以獲取準確地涌水量這種方法較為靈活，可以充分地利用水倉、沉淀池以及儲水池。

目前礦坑涌水量測定方法發展迅速，朝著自動化的方向發展，比較先進的有設計無人值守的水倉和水泵房，里面配有眾多儀器和儀表，可以自動記錄礦坑涌水量。

3 礦坑水害防治技術

礦坑涌水存在諸多危害，不僅會沖毀礦山設施，還會使得地下水流失，影響水源的穩定，使得地下水頭壓力、礦山壓力與圍巖之間失去平衡，產生地下采空區冒落、巷道底板底鼓、露天采場邊坡滑動等環境工程地質問題。因此很有必要對礦坑涌水進行預防和治理。防治措施分為以下四種。

3.1 礦區地面防排水

當礦區地勢較為平坦或處于山麓時，大氣降水會順流涌水礦區，滲入巖層下方破碎帶，此時需要在礦區垂直來水方向修筑溝渠；對井下塌陷區、含水層露頭區等易于水通過的區域進行防滲處理；當有河流經過礦區時，在經過合理的論證之后，可以對影響礦區生產安全的河流進行改道。

3.2 礦床地下水疏干

3.3 注漿堵水

在礦區主要進水通道建造地下注漿帷幕，阻斷外界水流的流入，另外還有井筒注漿堵水、巷道注漿、注漿升壓等方法。

3.4 漏水鉆孔封堵

地面施工的各類勘探鉆孔一般進行了封堵，但有部分封孔質量不高的鉆孔存在涌水現象，可以向孔內注入泥漿進行止水。同時可以對坑內施工的各種勘探孔進行永久封堵，在孔內下入止水器，注入水泥水玻璃雙液漿。

4 結語

礦坑涌水量的計算是水文地質工作中的重要一步，準確地預測涌水量，并根據礦山實際情況有針對性地提出水害防治措施有利于維持礦山正常生產，降低成本。