梅花井煤礦立井涌水量預(yù)計(jì)與實(shí)際涌水量觀測(cè)結(jié)果對(duì)比分析

毛興軍

摘 要：按照《礦山井巷工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ 213—90）要求，煤礦井筒開鑿前需進(jìn)行井筒檢查孔地質(zhì)工作，為井筒建設(shè)提供地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)資料。井筒涌水量預(yù)計(jì)作為井筒檢查孔的一個(gè)重要工作內(nèi)容，一直以來受到建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位的重視。目前業(yè)內(nèi)常采用大井法等解析計(jì)算方法來預(yù)計(jì)礦井涌水量，在此利用梅花井煤礦井筒開鑿時(shí)的實(shí)際涌水量觀測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，基本驗(yàn)證了大井法在煤礦立井涌水量預(yù)計(jì)時(shí)的適用性。

關(guān)鍵詞：煤礦；涌水量；含水層；井筒

中圖分類號(hào)：TD742 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.118

1 概況

為了查明梅花井煤礦進(jìn)、回風(fēng)立井井筒穿越段的地質(zhì)、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)情況，2008-10，結(jié)合前期勘探資料，開展了兩條立井的井筒檢查孔工作，預(yù)計(jì)了礦井涌水量，之后在立井施工過程中對(duì)井筒實(shí)際涌水量進(jìn)行了觀測(cè)。

根據(jù)檢查孔揭露，立井井筒穿越的地層主要有第四系，侏羅系中統(tǒng)延安組、直羅組、安定組。通過詳細(xì)分析，得到影響梅花井煤礦進(jìn)、回風(fēng)立井井筒施工的含水層依次為侏羅系上統(tǒng)安定組裂隙孔隙水含水層（組）、侏羅系中統(tǒng)直羅組裂隙孔隙水含水層（分上、下兩段）、侏羅系中統(tǒng)延安組砂巖裂隙孔隙含水層（組）。

2 參數(shù)及涌水量的計(jì)算

利用井筒檢查孔抽水試驗(yàn)資料，采用穩(wěn)定流Dupuit公式法計(jì)算得到，侏羅系上統(tǒng)安定組裂隙孔隙含水層（組）滲透系數(shù)K=0.02 m/d，侏羅系中統(tǒng)直羅組上段裂隙孔隙含水層（組）滲透系數(shù)K=0.02 m/d，侏羅系中統(tǒng)直羅組下段裂隙孔隙含水層（組）滲透系數(shù)K=0.02 m/d，侏羅系中統(tǒng)延安組砂巖裂隙孔隙承壓含水層（組）滲透系數(shù)K=0.01 m/d。穩(wěn)定流Dupuit公式法計(jì)算公式為：

. （1）

. （2）

式（1）（2）中：Q為抽水孔涌水量，m3/d；K為滲透系數(shù)，m/d；R為影響半徑，m；rw為鉆孔半徑，m；S為抽水試驗(yàn)水位降深，m。

采用以上公式得到滲透系數(shù)值，再運(yùn)用大井法計(jì)算井筒涌水量：

.（3）

式（3）中：Q為大井涌水量，m3/d；H0為天然水柱高度，m；Hw為剩余水柱高度，m；F為鉆孔分布范圍所圈定的面積，m2；rw為大井的引用半徑，m。

回風(fēng)立井侏羅系上統(tǒng)安定組砂巖裂隙孔隙含水層（組）涌水量216.28 m3/d，即9.01 m3/h；直羅組裂隙孔隙含水層（組）上段涌水量517.68 m3/d，即21.57 m3/h；直羅組裂隙孔隙含水層（組）下段涌水量1 042.17 m3/d，即 43.42 m3/h；延安組砂巖裂隙孔隙含水層（組）涌水量31.25 m3/d，即1.30 m3/h。預(yù)計(jì)回風(fēng)立井井筒總涌水量為75.31 m3/h。

3 實(shí)際井筒涌水量觀測(cè)結(jié)果

在實(shí)際井筒掘進(jìn)過程中，井筒累深102 m位置開始有涌水現(xiàn)象。

在穿越侏羅系上統(tǒng)安定組砂巖裂隙孔隙含水層（組）時(shí)，采用0.105 m3水桶測(cè)量，井筒102～103 m段平均涌水量4.4 m3/h，204.3～303 m段平均涌水量6.44 m3/h。

穿越直羅組裂隙孔隙含水層（組）上段時(shí)采用井筒容積法測(cè)水，井筒429.5～465 m段平均涌水量10.66 m3/h，井筒474.6～486 m段平均涌水量20.756 m3/h。

穿越直羅組裂隙孔隙含水層（組）下段時(shí)采用井筒容積法測(cè)水，井筒530.5～531.4 m段平均涌水量29.38 m3/h，井筒534～584 m段平均涌水量22.306 m3/h。井筒累深587.5 m時(shí)，平均淋水量為15.94 m3/h；622.9 m時(shí)，平均淋水量為25.43 m3/h；626.4 m時(shí)，平均淋水量為31.41 m3/h。

穿越延安組砂巖裂隙孔隙含水層（組）時(shí)采用井筒容積法測(cè)水，井筒累深633.5 m時(shí)，平均涌水量為14.5 m3/h；645.2 m時(shí)，平均涌水量為16.16 m3/h；659.0 m時(shí)，平均涌水量為20.4 m3/h；690.5 m時(shí)，平均涌水量為11.9 m3/h；704.5 m時(shí)，平均涌水量為28.3 m3/h；715.0 m時(shí)，平均涌水量為33.24 m3/h；732.5 m時(shí)，平均涌水量為33.4 m3/h；757 m時(shí)，平均涌水量為36.4 m3/h；764.5 m時(shí)，平均涌水量為27.316 m3/h；773 m時(shí)，平均涌水量為32.89 m3/h；782 m時(shí)，平均涌水量為21.929 m3/h。

4 對(duì)比分析

從以上井筒掘進(jìn)過程中的實(shí)際涌水量觀測(cè)結(jié)果看，侏羅系上統(tǒng)安定組砂巖裂隙孔隙含水層（組）段實(shí)測(cè)涌水量最大為6.44 m3/h，與計(jì)算得到的9.01 m3/h接近；直羅組裂隙孔隙含水層（組）上段涌水量最大為20.756 m3/h，與計(jì)算得到的21.57 m3/h非常接近；直羅組裂隙孔隙含水層（組）下段涌水量最大為36.186 m3/h，與計(jì)算得到的43.42 m3/h接近；延安組砂巖裂隙孔隙含水層（組）涌水量實(shí)際觀測(cè)結(jié)果與計(jì)算得到的1.30 m3/h偏差較大。

根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析，直羅組上段含水層段施工過程中進(jìn)行了壁后注漿，因此在直羅組下段地層的施工過程中涌水量較小，與預(yù)測(cè)結(jié)果接近，但是在延安組段施工過程中主要由于上部直羅組下段含水層水以井壁淋水等方式混入，導(dǎo)致延安組段涌水量實(shí)測(cè)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果存在較大偏差，但是總體分析認(rèn)為，采用大井法計(jì)算立井井筒涌水量結(jié)果較為可靠，基本可以滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。

5 結(jié)束語

本文利用梅花井煤礦井筒檢查孔采用大井法計(jì)算的回風(fēng)立井井筒涌水量結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)比得出二者基本一致。分析主要由于梅花井煤礦井筒涌水量預(yù)算時(shí)含水層水文地質(zhì)條件的概化與實(shí)際情況更為接近，總體得出該方法在井筒涌水量計(jì)算時(shí)的可行性。

參考文獻(xiàn)

[1]薛禹群.地下水動(dòng)力學(xué)[M].第二版.北京：地質(zhì)出版社，2005.

〔編輯：王霞〕