浅谈井检孔抽水试验成果与井筒实际涌水量差异性

孙 琦 张明波 王 帅

（吉林省煤田地质局二0 三勘探队，吉林 四平136000）

井检孔涌水量计算的准确性，直接影响井筒设计及施工方法、估算矿井建设投资，预计矿井建设工期等。井检孔抽水试验成果与井筒实际揭露的涌水量存在差异性的现象也是比较普遍，对矿井建设造成不同程度的影响。本文对造成这种差异性的原因进行了分析研究，提出了提高井筒涌水量准确性的方法，希望能为矿井井筒施工建设中不断的改进和完善。

1 井检孔含水层特征

含水层特征：主井井检孔位于龙家堡东南部，附近地表水体为腰占河，水位标高210～190 米，属季节性河流，洪水期最大流量11.50 米3/秒、水位标高213.86 米，羊草沟矿井废水排入腰占河，最后汇入饮马河。

1.1 第四系及风氧化带含水层

该含水层厚度9.60 米，其中第四系厚度14.00 米，岩性为粉质粘土，含水微弱。风氧化带厚度22.00 米，岩性为泥岩、粗砂岩。粗砂岩段（25.00 米～36.00 米），胶结松散，分选、磨圆较好，是该含水层的主要含水段。

1.2 白垩系泉头组（K1q）砂、砾岩孔隙裂隙含水层：

埋藏在风氧化带地层之下，该含水层与风氧化带含水层间没有明显的隔水岩层，所以两含水层间具有一定的水力联系。含水层岩性为粗砂岩、含砾粗砂岩、砾岩，在60 米～388.00 米是主要的含水岩段，累计厚度：172.40 米，在388.00 米～569.00 米之间分布10 层厚度在5.30～28.00 米的砾岩段，该砾岩段褐紫色，胶结好是弱含水层，在591.00 米，发育一层厚度为22.00 米的粉砂岩是隔水层，由于没有断裂构造从而阻隔了上部含水层的水，使其与下部白垩系营城组含水层无水力联系。

1.3 白垩系营城组（K1y）砂、砾岩含水层：

该含水层段为本区的煤系地层，岩性为灰白色、褐紫色粗砂岩和砾岩，该层段胶结好，孔、裂隙不发育，含水微弱，煤层的直接顶板有一层22.26 米的泥岩、凝灰岩是隔水层，从而阻隔了上部含水层的水进入矿体。所以在抽水试验时，将白垩系砂、砾岩孔隙裂隙含水层和该含水层合在一起进行了一次混合抽水试验。

2 井检孔涌水量与井筒实际用水量的差异

该矿区主井井检孔的涌水量与矿井井筒实际涌水量对比差异原因如下：0～36 米抽水试验在丰水期，水量偏大；0～160 米、160-600 米抽水试验是枯水期，所以对抽水试验的影响半径有很大的影响，另外0～160 米抽水试验是在井筒开挖阶段，水的疏干影响了抽水试验成果，同时也影响了井筒涌水量的预测，所以该井筒涌水量的预测是在地下水互相干扰的情况下所预测的涌水量，因此该井筒涌水量的预测存在一定的差异性。见表1。

表1

3 涌水量计算误差原因分析

3.1 井检孔涌水量公式及计算方法

目前抽水层段是在自然条件下钻孔模拟的井检孔涌水量，含水层为多层累加计算，含水层之间存在差异，选择计算公式只能按厚度较大含水层为主，水文地质参数和涌水量计算公式都以厚度较大的含水层类同，忽略厚度较小含水层的计算，实际各含水层是不均一的，必然影响涌水量计算。

3.2 钻探成井工艺

钻探成井施工工艺多选用正循环钻进，泥浆为冲洗液。如破壁洗井较轻，抽水强度较小，对地下水的平衡破坏小，影响半径受影响，不能如实反映各含水层的真实补给量；下过滤器的位置和长度是决定抽水试验能否正确测定岩石透水性的主要环节，如在揭露含水层全厚度的钻孔中抽水，所下过滤器的长度小于含水层的总厚度，就会影响涌水量的计算。另外，井检孔位置与井筒位置距离一般不超过20 米，钻孔孔斜度一般在1 度以内，井检孔与井筒的距离及井检孔孔斜对确定含水层与隔水层厚度准确性有一定的影响，也会影响用水量的计算精度。见图1。

图1

3.3 抽水设备的选用及安装

抽水管材孔隙率及过滤网的选材安装，如管材孔隙率过小或过滤网过细会减小透水性；空气压缩机或潜水泵的选用也是抽水试验关键所在，水量过小或过大就达不到预想的降深；如选用电水泵，电流、电压稳定性也会影响水泵的出水量；流量计量仪器设备精度等都会影响涌水量的计算。

4 提高涌水量预测准确性的建议

4.1 加大对含水层特性的了解。分析研究含水层地下水运动规律，研究可靠的抽水试验方法，对多层合层相对较薄的含水层规律进行对比分析，研究地下水在静态和疏排状态下的差异，在井检孔实际揭露和井筒建设中实际揭露下的差异，总结和需找适合的水文计算公式和方法，研究可供修正的经验数据。

4.2 提高钻探成井施工质量，岩芯采取率达到合格以上，与测井对比调整后，更精准的确定含水层的深度和厚度，比较全面的获得不同含水层地下水的各种参数，充分揭露和了解各含水层特征，确保为井检孔涌水量计算提供准确数据。探孔要确保孔内无残留异物，孔斜不超标；冲孔换浆洗井要由下至上井井内泥浆逐渐替换成清水，并将井壁的残留泥浆全部破除，保证下管、填砾等每项工作都能顺利进行；下管要按水文地质设计排序，做到连接可靠、滤水管与含水层位置准确；填砾要选用均匀大小适中的砾料，以减小水流通过阻力，防治涌砂；各项工作要严格遵守操作规程，各项指标都符合设计要求，通过现场验收合格后方能进行抽水试验。

4.3 提高抽水试验质量，试验抽水要基本了解含水层富水性、渗透性及出流量与降深的关系，合理选择抽水设备及配套设施。正式抽水要及时绘制Q=f(s)关系曲线图，检查有无反常现象。条件允许的情况下尽可能加大设备能力进行大流量大降深抽水试验，以充分了解含水层性质，水柱高度符合多次降深的要增加降深次数，且合理分配降深和水量，尽可能多的获取水文地质参数，提高计算准确性。

4.4 加大经费投入，加强水文地质勘查力度，建立和完善矿井水文观测制度，加强水文地质勘查阶段、井筒建设阶段、矿井生产阶段的水文地质研究工作，积累工作经验、总结客观规律，逐步获取切合实际的经验公式和参数，正确的指导井筒建设和矿井生产。