淺談井檢孔抽水試驗成果與井筒實際涌水量差異性

孫 琦 張明波 王 帥

（吉林省煤田地質局二0 三勘探隊，吉林 四平136000）

井檢孔涌水量計算的準確性，直接影響井筒設計及施工方法、估算礦井建設投資，預計礦井建設工期等。井檢孔抽水試驗成果與井筒實際揭露的涌水量存在差異性的現象也是比較普遍，對礦井建設造成不同程度的影響。本文對造成這種差異性的原因進行了分析研究，提出了提高井筒涌水量準確性的方法，希望能為礦井井筒施工建設中不斷的改進和完善。

1 井檢孔含水層特征

含水層特征：主井井檢孔位于龍家堡東南部，附近地表水體為腰占河，水位標高210～190 米，屬季節性河流，洪水期最大流量11.50 米3/秒、水位標高213.86 米，羊草溝礦井廢水排入腰占河，最后匯入飲馬河。

1.1 第四系及風氧化帶含水層

該含水層厚度9.60 米，其中第四系厚度14.00 米，巖性為粉質粘土，含水微弱。風氧化帶厚度22.00 米，巖性為泥巖、粗砂巖。粗砂巖段（25.00 米～36.00 米），膠結松散，分選、磨圓較好，是該含水層的主要含水段。

1.2 白堊系泉頭組（K1q）砂、礫巖孔隙裂隙含水層：

埋藏在風氧化帶地層之下，該含水層與風氧化帶含水層間沒有明顯的隔水巖層，所以兩含水層間具有一定的水力聯系。含水層巖性為粗砂巖、含礫粗砂巖、礫巖，在60 米～388.00 米是主要的含水巖段，累計厚度：172.40 米，在388.00 米～569.00 米之間分布10 層厚度在5.30～28.00 米的礫巖段，該礫巖段褐紫色，膠結好是弱含水層，在591.00 米，發育一層厚度為22.00 米的粉砂巖是隔水層，由于沒有斷裂構造從而阻隔了上部含水層的水，使其與下部白堊系營城組含水層無水力聯系。

1.3 白堊系營城組（K1y）砂、礫巖含水層：

該含水層段為本區的煤系地層，巖性為灰白色、褐紫色粗砂巖和礫巖，該層段膠結好，孔、裂隙不發育，含水微弱，煤層的直接頂板有一層22.26 米的泥巖、凝灰巖是隔水層，從而阻隔了上部含水層的水進入礦體。所以在抽水試驗時，將白堊系砂、礫巖孔隙裂隙含水層和該含水層合在一起進行了一次混合抽水試驗。

2 井檢孔涌水量與井筒實際用水量的差異

該礦區主井井檢孔的涌水量與礦井井筒實際涌水量對比差異原因如下：0～36 米抽水試驗在豐水期，水量偏大；0～160 米、160-600 米抽水試驗是枯水期，所以對抽水試驗的影響半徑有很大的影響，另外0～160 米抽水試驗是在井筒開挖階段，水的疏干影響了抽水試驗成果，同時也影響了井筒涌水量的預測，所以該井筒涌水量的預測是在地下水互相干擾的情況下所預測的涌水量，因此該井筒涌水量的預測存在一定的差異性。見表1。

表1

3 涌水量計算誤差原因分析

3.1 井檢孔涌水量公式及計算方法

目前抽水層段是在自然條件下鉆孔模擬的井檢孔涌水量，含水層為多層累加計算，含水層之間存在差異，選擇計算公式只能按厚度較大含水層為主，水文地質參數和涌水量計算公式都以厚度較大的含水層類同，忽略厚度較小含水層的計算，實際各含水層是不均一的，必然影響涌水量計算。

3.2 鉆探成井工藝

鉆探成井施工工藝多選用正循環鉆進，泥漿為沖洗液。如破壁洗井較輕，抽水強度較小，對地下水的平衡破壞小，影響半徑受影響，不能如實反映各含水層的真實補給量；下過濾器的位置和長度是決定抽水試驗能否正確測定巖石透水性的主要環節，如在揭露含水層全厚度的鉆孔中抽水，所下過濾器的長度小于含水層的總厚度，就會影響涌水量的計算。另外，井檢孔位置與井筒位置距離一般不超過20 米，鉆孔孔斜度一般在1 度以內，井檢孔與井筒的距離及井檢孔孔斜對確定含水層與隔水層厚度準確性有一定的影響，也會影響用水量的計算精度。見圖1。

圖1

3.3 抽水設備的選用及安裝

抽水管材孔隙率及過濾網的選材安裝，如管材孔隙率過小或過濾網過細會減小透水性；空氣壓縮機或潛水泵的選用也是抽水試驗關鍵所在，水量過小或過大就達不到預想的降深；如選用電水泵，電流、電壓穩定性也會影響水泵的出水量；流量計量儀器設備精度等都會影響涌水量的計算。

4 提高涌水量預測準確性的建議

4.1 加大對含水層特性的了解。分析研究含水層地下水運動規律，研究可靠的抽水試驗方法，對多層合層相對較薄的含水層規律進行對比分析，研究地下水在靜態和疏排狀態下的差異，在井檢孔實際揭露和井筒建設中實際揭露下的差異，總結和需找適合的水文計算公式和方法，研究可供修正的經驗數據。

4.2 提高鉆探成井施工質量，巖芯采取率達到合格以上，與測井對比調整后，更精準的確定含水層的深度和厚度，比較全面的獲得不同含水層地下水的各種參數，充分揭露和了解各含水層特征，確保為井檢孔涌水量計算提供準確數據。探孔要確保孔內無殘留異物，孔斜不超標；沖孔換漿洗井要由下至上井井內泥漿逐漸替換成清水，并將井壁的殘留泥漿全部破除，保證下管、填礫等每項工作都能順利進行；下管要按水文地質設計排序，做到連接可靠、濾水管與含水層位置準確；填礫要選用均勻大小適中的礫料，以減小水流通過阻力，防治涌砂；各項工作要嚴格遵守操作規程，各項指標都符合設計要求，通過現場驗收合格后方能進行抽水試驗。

4.3 提高抽水試驗質量，試驗抽水要基本了解含水層富水性、滲透性及出流量與降深的關系，合理選擇抽水設備及配套設施。正式抽水要及時繪制Q=f(s)關系曲線圖，檢查有無反常現象。條件允許的情況下盡可能加大設備能力進行大流量大降深抽水試驗，以充分了解含水層性質，水柱高度符合多次降深的要增加降深次數，且合理分配降深和水量，盡可能多的獲取水文地質參數，提高計算準確性。

4.4 加大經費投入，加強水文地質勘查力度，建立和完善礦井水文觀測制度，加強水文地質勘查階段、井筒建設階段、礦井生產階段的水文地質研究工作，積累工作經驗、總結客觀規律，逐步獲取切合實際的經驗公式和參數，正確的指導井筒建設和礦井生產。