孫 琦 張明波 王 帥

（吉林省煤田地質(zhì)局二0 三勘探隊(duì)，吉林 四平136000）

井檢孔涌水量計(jì)算的準(zhǔn)確性，直接影響井筒設(shè)計(jì)及施工方法、估算礦井建設(shè)投資，預(yù)計(jì)礦井建設(shè)工期等。井檢孔抽水試驗(yàn)成果與井筒實(shí)際揭露的涌水量存在差異性的現(xiàn)象也是比較普遍，對(duì)礦井建設(shè)造成不同程度的影響。本文對(duì)造成這種差異性的原因進(jìn)行了分析研究，提出了提高井筒涌水量準(zhǔn)確性的方法，希望能為礦井井筒施工建設(shè)中不斷的改進(jìn)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(biāo)高210～190 米，屬季節(jié)性河流，洪水期最大流量11.50 米3/秒、水位標(biāo)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(fēng)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(zhì)粘土，含水微弱。風(fēng)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(jié)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(fēng)氧化帶地層之下，該含水層與風(fēng)氧化帶含水層間沒(méi)有明顯的隔水巖層，所以兩含水層間具有一定的水力聯(lián)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(jì)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(jié)好是弱含水層，在591.00 米，發(fā)育一層厚度為22.00 米的粉砂巖是隔水層，由于沒(méi)有斷裂構(gòu)造從而阻隔了上部含水層的水，使其與下部白堊系營(yíng)城組含水層無(wú)水力聯(lián)系。

1.3 白堊系營(yíng)城組（K1y）砂、礫巖含水層：

該含水層段為本區(qū)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(jié)好，孔、裂隙不發(fā)育，含水微弱，煤層的直接頂板有一層22.26 米的泥巖、凝灰?guī)r是隔水層，從而阻隔了上部含水層的水進(jìn)入礦體。所以在抽水試驗(yàn)時(shí)，將白堊系砂、礫巖孔隙裂隙含水層和該含水層合在一起進(jìn)行了一次混合抽水試驗(yàn)。

2 井檢孔涌水量與井筒實(shí)際用水量的差異

該礦區(qū)主井井檢孔的涌水量與礦井井筒實(shí)際涌水量對(duì)比差異原因如下：0～36 米抽水試驗(yàn)在豐水期，水量偏大；0～160 米、160-600 米抽水試驗(yàn)是枯水期，所以對(duì)抽水試驗(yàn)的影響半徑有很大的影響，另外0～160 米抽水試驗(yàn)是在井筒開(kāi)挖階段，水的疏干影響了抽水試驗(yàn)成果，同時(shí)也影響了井筒涌水量的預(yù)測(cè)，所以該井筒涌水量的預(yù)測(cè)是在地下水互相干擾的情況下所預(yù)測(cè)的涌水量，因此該井筒涌水量的預(yù)測(cè)存在一定的差異性。見(jiàn)表1。

表1

3 涌水量計(jì)算誤差原因分析

3.1 井檢孔涌水量公式及計(jì)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(jì)算，含水層之間存在差異，選擇計(jì)算公式只能按厚度較大含水層為主，水文地質(zhì)參數(shù)和涌水量計(jì)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(jì)算，實(shí)際各含水層是不均一的，必然影響涌水量計(jì)算。

3.2 鉆探成井工藝

鉆探成井施工工藝多選用正循環(huán)鉆進(jìn)，泥漿為沖洗液。如破壁洗井較輕，抽水強(qiáng)度較小，對(duì)地下水的平衡破壞小，影響半徑受影響，不能如實(shí)反映各含水層的真實(shí)補(bǔ)給量；下過(guò)濾器的位置和長(zhǎng)度是決定抽水試驗(yàn)?zāi)芊裾_測(cè)定巖石透水性的主要環(huán)節(jié)，如在揭露含水層全厚度的鉆孔中抽水，所下過(guò)濾器的長(zhǎng)度小于含水層的總厚度，就會(huì)影響涌水量的計(jì)算。另外，井檢孔位置與井筒位置距離一般不超過(guò)20 米，鉆孔孔斜度一般在1 度以內(nèi)，井檢孔與井筒的距離及井檢孔孔斜對(duì)確定含水層與隔水層厚度準(zhǔn)確性有一定的影響，也會(huì)影響用水量的計(jì)算精度。見(jiàn)圖1。

圖1

3.3 抽水設(shè)備的選用及安裝

抽水管材孔隙率及過(guò)濾網(wǎng)的選材安裝，如管材孔隙率過(guò)小或過(guò)濾網(wǎng)過(guò)細(xì)會(huì)減小透水性；空氣壓縮機(jī)或潛水泵的選用也是抽水試驗(yàn)關(guān)鍵所在，水量過(guò)小或過(guò)大就達(dá)不到預(yù)想的降深；如選用電水泵，電流、電壓穩(wěn)定性也會(huì)影響水泵的出水量；流量計(jì)量?jī)x器設(shè)備精度等都會(huì)影響涌水量的計(jì)算。

4 提高涌水量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的建議

4.1 加大對(duì)含水層特性的了解。分析研究含水層地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律，研究可靠的抽水試驗(yàn)方法，對(duì)多層合層相對(duì)較薄的含水層規(guī)律進(jìn)行對(duì)比分析，研究地下水在靜態(tài)和疏排狀態(tài)下的差異，在井檢孔實(shí)際揭露和井筒建設(shè)中實(shí)際揭露下的差異，總結(jié)和需找適合的水文計(jì)算公式和方法，研究可供修正的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4.2 提高鉆探成井施工質(zhì)量，巖芯采取率達(dá)到合格以上，與測(cè)井對(duì)比調(diào)整后，更精準(zhǔn)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(shù)，充分揭露和了解各含水層特征，確保為井檢孔涌水量計(jì)算提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。探孔要確保孔內(nèi)無(wú)殘留異物，孔斜不超標(biāo)；沖孔換漿洗井要由下至上井井內(nèi)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(xiàng)工作都能順利進(jìn)行；下管要按水文地質(zhì)設(shè)計(jì)排序，做到連接可靠、濾水管與含水層位置準(zhǔn)確；填礫要選用均勻大小適中的礫料，以減小水流通過(guò)阻力，防治涌砂；各項(xiàng)工作要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，各項(xiàng)指標(biāo)都符合設(shè)計(jì)要求，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收合格后方能進(jìn)行抽水試驗(yàn)。

4.3 提高抽水試驗(yàn)質(zhì)量，試驗(yàn)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(guān)系，合理選擇抽水設(shè)備及配套設(shè)施。正式抽水要及時(shí)繪制Q=f(s)關(guān)系曲線圖，檢查有無(wú)反常現(xiàn)象。條件允許的情況下盡可能加大設(shè)備能力進(jìn)行大流量大降深抽水試驗(yàn)，以充分了解含水層性質(zhì)，水柱高度符合多次降深的要增加降深次數(shù)，且合理分配降深和水量，盡可能多的獲取水文地質(zhì)參數(shù)，提高計(jì)算準(zhǔn)確性。

4.4 加大經(jīng)費(fèi)投入，加強(qiáng)水文地質(zhì)勘查力度，建立和完善礦井水文觀測(cè)制度，加強(qiáng)水文地質(zhì)勘查階段、井筒建設(shè)階段、礦井生產(chǎn)階段的水文地質(zhì)研究工作，積累工作經(jīng)驗(yàn)、總結(jié)客觀規(guī)律，逐步獲取切合實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)公式和參數(shù)，正確的指導(dǎo)井筒建設(shè)和礦井生產(chǎn)。