涌水量计算公式图解

矿井涌水量的计算与评述

钱学溥

（国土资源部，北京 100812）

摘 要：文章讨论了矿井涌水量的勘查、计算、精度级别、允许误差和有效数字。文章推荐了反求影响半径、作图法求解矿井涌水量的方法。

关键词：矿井涌水量；勘查；计算；精度级别；允许误差；有效数字

根据1998年国务院“三定方案”的规定，地下水由水利部门统一管理。水利部2005年发布了技术文件SL/Z 322-2005《建设项目水资源论证导则（试行）》。该技术文件6.7款规定，地下水资源包括地下水、地热水、天然矿泉水和矿坑排水。6.1.2款规定，计算的地下水资源量要认定它的精度级别。我们认为，认定计算的矿井涌水量的级别和允许误差，不仅是水利部门要求编写《建设项目水资源论证》的需要，而且有利于设计部门的使用。在发生经济纠纷的情况下，也有利于报告提交单位和报告评审机构为自己进行客观的申辩。下面，围绕这一问题，对矿井涌水量的勘查、计算、精度级别、允许误差和有效数字等方面，作一些论述和讨论。

1 矿井涌水量与水文地质勘查

矿井涌水量比较大，要求计算的矿井涌水量精度就比较高，也就需要投入比较多的水文地质勘查研究工作。表1，可以作为部署水文地质工作的参考。

（1）解析法

根据井田水文地质条件和矿井主要充水因素，利用解析法进行矿坑涌水量预测时，直接充水含水层太原组灰岩岩溶水。

1）太原组灰岩岩溶水预测

2(2S?M)M?h0 Q ?BK （5-1）R R ?10SK （5-2）式中：Q——预测矿坑涌水量，m3/h；

B(m) 3200 K(m/d) 0.4427 M(m) 9.5 S(m) 169 R(m) 1124.45 Q(m3/h) 163.82

S——水位降低值，m； K

——渗透系数，m/d；

M——含水层厚度，m； B——进水廊道长度，m； R——影响半径，m；

K取抽水实验资料0.4427

K2、10+11号煤层矿井涌水量预算(大井法)

开采10+11号煤层布置一个工作面，工作面宽180 m，推进长度1200m，因此，将矩形工作面（长a=1200m,宽b=180m）看做一个大井，使用大井法预算矿井涌水量：

(2H?M)M计算公式为：Q?1.366K

Lg

城市给水工程规划规范

2.2.3 城市给水工程统一供给的用水量预测宜采用表2.2.3-1和表2.2.3-2中的指标。 表2.2.3-1 城市单位人口综合用水量指标(万m3/(万人·d))

区 域 一区 二区 三区 特大城市 0.8-1.2 0.6-1.0 0.5-0.8 大城市 0.7-1.1 0.5-0.8 0.4-0.7 城 市 规 模 中等城市 0.6-1.0 0.35-0.7 0.3-0.6 小城市 0.4-0.8 0.3-0.6 0.25-0.5

注：1、特大城市指市区和近郊区非农业人口100万及以上的城市；大城市指市区和近郊区非农业人口50万及以上不满100万的城市；中等城市指市区和近郊区非农业人口20万及以上不满50万的城市；小城市指市区和近郊区非农业人口不满20万的城市。

2、一区包括：贵州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、广西、海南、上海、云南、江苏、安徽、重庆；

二区包括：黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区；

三区包括：新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区。

3、经济特区及其他有特殊情况的城市，应根据用水实际情况，用水指标可酌

城市给水工程规划规范

2.2.3 城市给水工程统一供给的用水量预测宜采用表2.2.3-1和表2.2.3-2中的指标。 表2.2.3-1 城市单位人口综合用水量指标(万m3/(万人·d))

区 域 一区 二区 三区 特大城市 0.8-1.2 0.6-1.0 0.5-0.8 大城市 0.7-1.1 0.5-0.8 0.4-0.7 城 市 规 模 中等城市 0.6-1.0 0.35-0.7 0.3-0.6 小城市 0.4-0.8 0.3-0.6 0.25-0.5

注：1、特大城市指市区和近郊区非农业人口100万及以上的城市；大城市指市区和近郊区非农业人口50万及以上不满100万的城市；中等城市指市区和近郊区非农业人口20万及以上不满50万的城市；小城市指市区和近郊区非农业人口不满20万的城市。

2、一区包括：贵州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、广西、海南、上海、云南、江苏、安徽、重庆；

二区包括：黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区；

三区包括：新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区。

3、经济特区及其他有特殊情况的城市，应根据用水实际情况，用水指标可酌

系统日热水量计算 （1）用水人数

按照76个标间，每个标间以2个床位计算，共152个床位。 （2）日热水量计算，按50℃水温计算；

Q=0.85·q·m 式中 Q=日热水总量；

q=单位日用热水定额，120L/床位；

m=用水计算单位数，152个床位； 则 Q=15504L 主机选型

考虑到在最差工况下应满足用户的热水需求，应以冬季的自来水进水温度计算热量需求。参照给水排水规范，西安地区冷水进水温度冬季参考值为10℃。将水从10℃加热到50℃，所需机组选型计算公式为：

表1 主机选型计算公式 主 机 选 型 Q1= Q总/COP/ H 主机台数N= Q1/P 计算公式 Q总=1.163·V（t1-t) 备注 Q—所需热负荷， 单位kwh，V—所需水量，单位T， 该计算中V=15，（t1-t)—温升40，单位℃ Q1为所需主机总功率，本系统冬季平均能效比ＣＯＰ为3.5，按照最冷月主机每天工作14小时，即Ｈ＝14 P=4.6kw 按上表公式计算得： Q总=697.8kwh Q1=14.2kw N=3

参照太阳能异聚态主机性能参数，配PRTC460主机3台。 每台PRTC460主机配备8块2.0m*0.8m聚

污水处理厂剩余污泥排放及用药计算

城关污水处理厂剩余污泥排放及用药计算

设计每天产泥量2.9吨。（进水20000m3，BOD进水200mg/l，出水20mg/l。）

PAM投配比3‰至5‰，取中间值4‰。 则PAM用量每天为2.9*4=11.6kg。

剩余污泥浓度7000mg/l。

则每天排放的剩余污泥体积为2.9*1000/7=414.28m3。

设计脱水机单台进泥量每小时40m3。 脱水机运行时间为414.28/40=10.357h，取11h。

则PAM溶液浓度为11.6/（1.2*11）=0.8787kg/m3。（设计说明书上推荐1kg/m3。）

实际运行情况

产泥系数按照0.85kgDS/kgBOD计算。

每天产生剩余污泥量：0.85*（41.48-5.36）*15106=463.78kg。（41.48、5.36为09年1

月至8月进出水平均浓度，15106为平均进水量。）

目前厂内剩余污泥平均浓度3500mg/l左右。 排放的剩余污泥体积：463.78/3.5=132.5m3 脱水机单台进泥量不高于20m3每小时。

脱水机每天运行时间132.5/20=6.625，实际运行8小时。

PAM溶液浓度为

逆流对数平均温差公式逆流对数平均温差计算计算结果热量公式热量计算计算结果

Δt=[(T1-t2)-(T2-t1)]/LN[(T1-t2)/(T2-t1)]

T1

40

T2

20

t1

0

t2

5

Δt26.8041

并流对数平均温差公式逆流对数平均温差计算

Q=Cp*M*Δt

Cp(Kcal/

M(Kg)Δt(°C)Q(Kcal)

Kg.°C)

0.459180026.804122145.55

蒸汽热量

公式热量计算计算结果换热面积公式面积计算计算结果冷却水量水量计算计算结果

换热面积公式A=Q/(K*Δt)面积计算计算结果冷却水量水量计算计算结果

2

K(Kcal/m.Δt(°C)Q(Kcal)A(m2)h.°C)

22145.5580026.80411.03275

M=Q/(Cp*Δt)

Cp(Kcal/K

Q(Kcal)Δt(°C)M(Kg)

g.°C

22145.55154429.11

Δt=[(T1-t1)-(T2-t2)]/LN[(T1-t1)/(T2-t2)]

算数平均

Δt=[(T1-t2)-(T2-t1)]/2

温差公式逆流算数平均温差T1公式

40T2

30

T1

40

T2

30

t1

5

t2

10

Δt26.8041

Q=r*M(表压4Kg/cm2)r(Kcal/K

M(Kg)

g)

5051000A=

公式： V=1/3h(S 上+√(S 下*S 上)+S 下)

S 上=140 S 下=60

V=1/3*3*（140+60+√140*60）=291.65m2

基坑下底长 10m， 下底宽 6m 基坑上底长 14m ， 上底宽 10m 开挖深度 3m ， 开挖坡率1： 0.5 求基坑开挖土方量 。

圆柱体： 体积=底面积×高

长方体： 体积=长×宽×高

正方体： 体积＝棱长×棱长×棱长．

锥 体: 底面面积×高÷3

台 体: V=[ S 上+√(S 上 S 下)+S 下]h÷3

球缺体积公式＝πh2(3R-h)÷3

球体积公式： V＝4πR3/3

棱柱体积公式： V＝S 底面×h＝S 直截面×l （l 为侧棱长,h 为高)

棱台体积： V=〔S1＋S2＋开根号（S1*S2） 〕 ／ 3*h

注： V： 体积； S1： 上表面积； S2： 下表面积； h： 高。

几何体的表面积计算公式

圆柱体:

表面积:2πRr+2πRh 体积:πRRh (R 为圆柱体上下底圆半径,h 为圆柱体高) 圆锥体:

表面积:πRR+πR[(hh+RR)的平方根] 体积: πRRh/3 (r 为圆锥体低圆半径,h 为其高, 平面图形

名称 符号 周长 C 和面积 S

正方形 a—边长 C＝4a S＝a2

第一章 用单位出水量计算渗透系数的可行性研究概况

在铁路建设中，为了提高预测生产井出水量的精度，同时不使用观测孔，又节省勘探费用和缩短勘探周期。本文在搜集国内外关于单孔抽水试验计算渗透系数的理论公式和经验公式，重点分析裘布依公式的基本假定和适用范围，找出影响传统计算方法精度的主要因素，结合铁路一般供水站用水量较小的特点，寻求单孔抽水试验计算水文地质参数简单可行的新方法。

该方法主要根据勘探孔的抽水试验资料，建立Q—S抛物线方程，用数值方法求算S=1m时的单位出水量q值，然后求算渗透系数K值，再代入裘布依公式中求算引用补给半径R值。在计算过程当中，使用了数理统计方法。此外，还使用了基姆公式，以便解决只做一次水位降深时求算S=1m时的近似单位出水量q值。从而用小口径（≤146mm）勘探试验孔的水文地质参数K，R值，预测大口径（>146mm）生产井（大口井、管井、结合井、干扰井、渗渠即水平集水管）等的出水量。

第二章 渗透系数和影响半径传统计算公式与存在问题

自1863年法国水力学家裘布依提出潜水井和承压水井公式以来历经百余年，

至今仍然被广泛使用着。实践证明，该公式诞生以来，在指导人类开发地下水资源方面起到了举足轻重的作用，促进了社会进步并

水利 给排水

已知1小时流量为10吨水,压力为0.4 水流速为1.5 试计算钢管规格

题目分析：流量为1小时10吨，这是质量流量，应先计算出体积流量，再由体积流量计算出管径，再根据管径的大小选用合适的管材，并确定管子规格。

（1）计算参数，流量为1小时10吨；压力0.4MPa（楼主没有给出单位，按常规应是MPa），水的流速为1.5米/秒（楼主没有给出单位，我认为只有单位是米/秒，这道题才有意义）

（2）计算体积流量：质量流量m=10吨/小时，水按常温状态考虑则水的密度ρ=1吨/立方米=1000千克/立方米；则水的体积流量为Q=10吨/小时=10立方米/小时=2777.778立方米/秒

（3）计算管径：由流量Q=Av=（π/4）*d*dv；v=1.5m/s；得：

d=4.856cm=48.56mm

(4)选用钢管，以上计算，求出的管径是管子内径，现在应根据其内径，确定钢管规格。由于题目要求钢管，则：

1）选用低压流体输送用镀锌焊接钢管，查GB/T3091-2008,选择公称直径为DN50的钢管比较合适，DN50镀锌钢管，管外径为D=60.3mm，壁厚为S=3.8mm，管子内径为d=60.3-3.8*2=52.7mm＞48.56mm，满足需求。

2）也可选用流体