礦區(qū)水文地質(zhì)勘查鉆孔抽水試驗初探析

■謝萬兵

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)大隊 新疆庫爾勒 841000）

礦區(qū)水文地質(zhì)勘查鉆孔抽水試驗初探析

■謝萬兵

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)大隊 新疆庫爾勒 841000）

本文介紹了鉆孔抽水試驗?zāi)康?、分類與方法，分析了抽水試驗技術(shù)要求與應(yīng)注意的問題。

礦區(qū)鉆孔抽水試驗抽水層位

1 鉆孔抽水試驗?zāi)康?、分類與方法

1.1 鉆孔抽水試驗?zāi)康?/p>

鉆孔抽水試驗是通過對水位、水量和水質(zhì)的變化量觀測，達(dá)到了解認(rèn)識涉水圍巖的水理性質(zhì)，間接計算反映巖土層的含(透)水程度、滲透能力、水力聯(lián)系、邊界條件等的試驗方法。通過鉆孔抽水試驗可以實現(xiàn)劃分含（隔）水層、統(tǒng)計含水層厚度、獲得水位和流量關(guān)系、求取鉆孔單位涌水量、計算滲透系數(shù)……就是說確定礦區(qū)水文地質(zhì)類型、預(yù)算礦井涌水量、定量評價礦區(qū)水文地質(zhì)條件等也都是通過鉆孔抽水試驗獲取的數(shù)據(jù)來完成的。

1.2 抽水試驗分類

抽水試驗主要分為單孔抽水、多孔抽水、群孔干擾抽水和試驗性開采抽水。

（1）單孔抽水試驗：僅在一個試驗孔中抽水，用以確定涌水量與水位降深的關(guān)系，概略取得含水層滲透系數(shù)。

（2）多孔抽水試驗：在一個主孔內(nèi)抽水，在其周圍設(shè)置若干個觀測孔觀測地下水位。通過多孔抽水試驗可以求得較為確切的水文地質(zhì)參數(shù)和含水層不同方向的滲透性能及邊界條件等。

（3）群孔干擾抽水試驗：在影響半徑范圍內(nèi)，兩個或兩個以上鉆孔中同時進(jìn)行的抽水試驗；通過干擾抽水試驗確定水位下降與總涌水量的關(guān)系，從而預(yù)測一定降深下的開采量或一定開采定額下的水位降深值，同時為確定合理的布井方案提供依據(jù)。

（4）試驗性開采抽水試驗：是模擬未來開采方案而進(jìn)行的抽水試驗。一般在地下水天然補給量不很充沛或補給量不易查清，或者勘察工作量有限而又缺乏地下水長期觀測資料的水源地，為充分暴露水文地質(zhì)問題，宜進(jìn)行試驗性開采抽水試驗，并用鉆孔實際出水量作為評價地下水可開采量的依據(jù)。

1.3 抽水試驗的方法

單孔抽水試驗采用穩(wěn)定流抽水試驗方法，多孔抽水、群孔干擾抽水和試驗性開采抽水試驗一般采用非穩(wěn)定流抽水試驗方法。在特殊條件下也可采用變流量(階梯流量或連續(xù)降低抽水流量)抽水試驗方法。抽水試驗孔宜采用完整井(巨厚含水層可采用非完整井)。觀測孔深應(yīng)盡量與抽水孔一致。

2 抽水試驗技術(shù)要求要點

2.1 試驗孔段或抽水試段

一般根據(jù)設(shè)計判定相應(yīng)層位即可。在一個探索性的---普查礦區(qū)，則要依據(jù)主勘礦體確定礦體頂板、底板，結(jié)合礦體頂板、底板所屬含水層的富水性差異，第四系覆蓋層巖性特征及滲透性，礦體傾角（可能的合理的開采方式），確定抽水試段。

2.2 抽水層位

當(dāng)?shù)V體產(chǎn)狀較平緩時，礦體底板含水層富水性較頂板的強，礦坑充水以底板含水層為主要，硐采，這樣的情況使用分層抽水，并且僅抽底板含水層的。

當(dāng)?shù)V體產(chǎn)狀較陡立時，礦體底板含水層富水性較頂板的強，礦坑充水以底板含水層為主要，硐采，這樣的情況使用分層抽水，并且僅抽底板含水層的。

當(dāng)?shù)V體產(chǎn)狀陡立時，礦體頂板含水層富水性與底板的相近，礦坑充水方式為頂板、底板含水層充水，硐采，這樣的情況使用混合抽水，求取頂板、底板含水層的綜合滲透參數(shù)。礦體產(chǎn)狀較平緩時，礦體頂板含水層富水性與底板的相近，礦坑充水方式為頂板、底板含水層充水，硐采，這樣的情況使用混合抽水，求取頂板、底板含水層的綜合滲透參數(shù)。

2.3 水溫、氣溫觀測時間的要求

抽水試驗開始的時候，即應(yīng)該在涌水中以每1～2h一次的時間間隔測量水溫，同時測量氣溫。直至抽水試驗結(jié)束的時候在再提水或抽水。

2.4 水位、流量穩(wěn)定時間的要求

穩(wěn)定時段延續(xù)時間宜根據(jù)含水層的特征，補給條件確定。單孔抽水試驗最低不少于8h，潛水層抽水、帶觀測孔抽水和有越流以及潮汐影響的抽水，必須適當(dāng)處長。

3 鉆孔抽水試驗中應(yīng)注意的問題

3.1 水文地質(zhì)情況

在鉆孔抽水試驗過程中，水文地質(zhì)情況是應(yīng)該考慮的主要因素，因為其對試驗設(shè)計、實施結(jié)果等，都會產(chǎn)生直接的影響。就試驗區(qū)域而言，有一斷裂構(gòu)造地帶走向呈平行斷裂帶分布，該種地質(zhì)結(jié)構(gòu)對于成礦以及成巖等有著非常密切的關(guān)系。然而，該種地質(zhì)構(gòu)造下的水文條件也是我們采礦、工程建設(shè)過程中需要重點試驗、監(jiān)測的對象。

3.2 抽水設(shè)備

抽水設(shè)備的選擇應(yīng)考慮到地下水位深度（最大降深）、過濾器直徑以及可能的最大涌水量等幾個因素。如果地下水位不是很深，則盡量不要用深井泵，因為其最大流量只有10m3/h，當(dāng)孔內(nèi)涌水量很大時，最大降深往往達(dá)不到試驗要求，這個情況我們經(jīng)常遇到。即使地下水位略低于離心泵的允許吸上真空高度，也可以用挖坑等辦法，將水泵放置在坑底，以降低泵的幾何安裝高度，使其達(dá)到抽水要求。在用離心泵抽水時，我們經(jīng)常遇到水泵開動后不出水或運轉(zhuǎn)中出水量不足的情況。分析原因主要是：（1）水泵未灌滿水；（2）抽水閥門堵塞；（3）水泵或吸水管內(nèi)有空氣；（4）葉輪磨損嚴(yán)重。所以在安裝水泵時要對這幾方面重點檢查。

3.3 抽水試驗孔結(jié)構(gòu)的確定

選擇抽水孔結(jié)構(gòu)必須考慮以下幾個因素：（1）為保證孔內(nèi)有足夠的涌水量以供抽水，要求孔徑大一些好。（2）既要保證水泵吸水管能放進(jìn)過濾器 （根據(jù)抽水試驗有關(guān)規(guī)程，過濾器直徑大于108mm內(nèi)；又要保證過濾器與井壁管之間有足夠大的環(huán)狀間隙，以便安放觀測管。所以，過濾器的規(guī)格比井壁管一般要小!級以上。（3）要考慮地質(zhì)條件對下井壁管的影響。在地質(zhì)條件比較差的情況下，直徑大的井壁管要下到孔底難度較大。

4 礦區(qū)地質(zhì)勘查鉆孔抽水試驗應(yīng)用

某礦區(qū)地層上部為砂礫石深度0～10米，向東側(cè)河谷地帶漸薄；依次為厚層狀泥巖、砂巖夾灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r與白云巖，深度10～668米；厚層狀砂巖夾鉛鋅礦礦層，深度668～800米。地層產(chǎn)狀N～NW，傾角50～80度，層理較發(fā)育。

4.1 含水層劃分

本孔的含水層劃分見表1。

4.2 隔水層劃分

主要為厚層狀泥巖及含砂質(zhì)泥巖構(gòu)成，分布于含水層之間及上部段，孔深640.0～668.00米為天青石化白云巖，厚28.0米，巖石較完整，也為本孔段的隔水層。

P623.3[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-264-1