基于裘布依公式的某矿涌水量预测

王 苹

（云南德成规划设计有限公司，云南 昆明 650000）

矿坑涌水量预测是水文地质工作者最重要的一项工作之一，预测结果要力求准确，如果预测结果小于实际涌水量，则可能会出现淹井事故，对矿坑设备造成损坏，如果预测结果偏高，可能会增加矿山疏干排水的费用，造成资金的浪费。

1 矿坑水文地质

矿区位于区域水文地质单元的补给径流区，大气降水是地下水的主要补给来源。矿床充水含水层沿北东南西向展布，呈狭长条带状，具层间径流的特点。南北走向的东头断裂横切矿床充水含水层，受东头断裂上盘裂隙径流（富水）带的控制，地下水总体由北向南径流至矿区南部岩溶泉集中排泄，是主要排泄区。根据水样分析结果，地下水矿化度低、硬度低，以及离子含量低，也是矿区地下水循环剧烈，补给、径流、排泄条件良好的一个佐证。

2 矿坑涌水量预测

2.1 裘布依公式简介

裘布依公式在推广使用时，需要对矿坑条件进行如下的假定。

①假设含水层各个方向岩层性质差异很小，厚度相等，方向为水平；

②地下水运动不间断，流束平行，满足达西定律；

③静水位为水平；

④承压水的顶底板与水完全隔离，潜水的井边水力坡度小于0.25；

裘布依公式为：

式中：Q为井水涌水量，m3/d；K为潜水含水层渗透系数，m/d；H为潜水层厚度m；S为井中稳定的水位降深，m；R为稳定时漏斗半径，m；r为井的半径m。

2.2 涌水量计算

该矿矿层赋存在二叠纪砂岩含水层以下，砂岩具有承压水。断层从从中间横穿矿层和地层，断层透水性能较好，但富水性不强。经过水文地质调查，获得以下数据：坑道系统面积引用半径r0=590m，影响半径R=910m，渗透系数为0.2m/d，砂岩含水层厚度30m，地层倾角13°，平均水头高度H=100m，坑道系统位置处于隔水岩层上方，采用裘布依公式计算其矿坑涌水量：

2.3 矿坑涌水量测量

对矿坑涌水量进行测量，可以验证和校核水文地质勘探时期矿坑充水因素的分析与预测涌水量的准确程度，为矿山排水和扩建预测排水量等提供可靠资料。主要方法有以下几种：

（1）根据水沟水流速度测量涌水量

这种方法原理基于利用坑道中的排水沟来进行测量，一般测点选在坑下水仓入口处，选择较为合适的已知过水断面F的排水沟地段上，涌水量为水流速度的0.8倍，为了消除误差，一般需要在同一水沟中进行多次测量。

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（2）根据水沟安设堰板测量涌水量

在垂直水流方向设置水流流量堰板，然后测量水流流过堰口的高度，通过公式或者查表求得流量。

（3）根据储水池内水位上升量测定涌水量

这种方法是通过将要测量的矿坑水引入已知截面积的储水池，根据水位上升的高度，可以获取准确地涌水量这种方法较为灵活，可以充分地利用水仓、沉淀池以及储水池。

目前矿坑涌水量测定方法发展迅速，朝着自动化的方向发展，比较先进的有设计无人值守的水仓和水泵房，里面配有众多仪器和仪表，可以自动记录矿坑涌水量。

3 矿坑水害防治技术

矿坑涌水存在诸多危害，不仅会冲毁矿山设施，还会使得地下水流失，影响水源的稳定，使得地下水头压力、矿山压力与围岩之间失去平衡，产生地下采空区冒落、巷道底板底鼓、露天采场边坡滑动等环境工程地质问题。因此很有必要对矿坑涌水进行预防和治理。防治措施分为以下四种。

3.1 矿区地面防排水

当矿区地势较为平坦或处于山麓时，大气降水会顺流涌水矿区，渗入岩层下方破碎带，此时需要在矿区垂直来水方向修筑沟渠；对井下塌陷区、含水层露头区等易于水通过的区域进行防渗处理；当有河流经过矿区时，在经过合理的论证之后，可以对影响矿区生产安全的河流进行改道。

3.2 矿床地下水疏干

3.3 注浆堵水

在矿区主要进水通道建造地下注浆帷幕，阻断外界水流的流入，另外还有井筒注浆堵水、巷道注浆、注浆升压等方法。

3.4 漏水钻孔封堵

地面施工的各类勘探钻孔一般进行了封堵，但有部分封孔质量不高的钻孔存在涌水现象，可以向孔内注入泥浆进行止水。同时可以对坑内施工的各种勘探孔进行永久封堵，在孔内下入止水器，注入水泥水玻璃双液浆。

4 结语

矿坑涌水量的计算是水文地质工作中的重要一步，准确地预测涌水量，并根据矿山实际情况有针对性地提出水害防治措施有利于维持矿山正常生产，降低成本。