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(kāi)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(lái)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(lái)預(yù)計(jì)礦井涌水量，在此利用梅花井煤礦井筒開(kāi)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(kāi)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(guò)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(guò)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(guò)程中，井筒累深102 m位置開(kāi)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(guò)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(guò)程中進(jìn)行了壁后注漿，因此在直羅組下段地層的施工過(guò)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(guò)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(yǔ)

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〕