浅谈煤田水文地质钻孔抽水试验方法

浅谈煤田水文地质钻孔抽水试验方法
发表时间：2013-11-12T13:14:23.047Z 来源：《中国科技教育·理论版》2013年第8期供稿作者：薛增强王彦举
[导读] 抽水延续时间与稳定时间要求，第一次水位降深的延续时间不得小于24小时，其余各点降深的延续时间不作具体规定。

薛增强王彦举河北省煤田地质局第二地质队 054001
摘要文中对煤田水文地质钻孔抽水试验方法进行了探讨。

关键词煤田水文地质钻孔抽水试验
煤田水文地质钻孔的抽水试验工作是煤炭资源地质勘探的重要手段。

是在查明地表以下的地层岩性、结构构造、不同岩层的含（隔）水性和埋藏条件的前提下，进行的专门水文地质试验：如抽水试验、放水试验、压水试验、注水试验等。

其目的是研究含水层重要水文地质特征，通过这些试验，取得含水层水文地质参数，评价含水层的富水性，并为预计矿井涌水量与对地下水综合利用的评价提供资料。

依据现场稳定流抽水试验资料确定含水层各种水文地质参数是野外水文地质工作中最常用的方法之一。

根据中华人民共和国煤炭工业部制订《煤炭资源地质勘探抽水试验规程》稳定流抽水试验要求：
正式抽水的水位降深，应尽设备能力做最大降深。

降深次数一般不小于3次，每次降距不小于3米。

抽水点应做到合理分布。

若涌水量大于140米3/时，因条件所限降深达不到上述要求时，最小降距也不得小于1米。

若含水层底板以上水柱不足10米时，可酌情减少水位降低次数，但其最大降深应超过含水层水柱高度的1/2。

抽水延续时间与稳定时间要求，第一次水位降深的延续时间不得小于24小时，其余各点降深的延续时间不作具体规定。

各点降深的稳定时间必须达8小时。

有观测孔时，应以最远观测孔稳定2小时为准。

有特殊要求时应适当延长。

单位涌水量小于0.005升/秒*米，可尽机械能力作一次最大降深，但抽水延续时间应适当延长。

按照上述规程要求，我们施工单位的水文地质工作者，在水量适中（单位涌水量大于0.005升/秒*米且小于140米3/时），采用压风机、潜水泵或者变频泵等抽水设备都能够想法满足三次降深的抽水试验工作，即使涌水量大于140米3/时，也能通过调换设备、串联设备、加大设备能力等方法满足规范规程要求，从而完成抽水试验工作。

但是水量很小—单位涌水量小于0.005升/秒*米时，由于受到施工条件、施工设备、钻遇的地质条件的限制，对深水位钻孔进行抽水试验有很多困难。

尤其地下水水量很小,水位很深,抽水试验就不易奏效,甚至以得不出合格资料而告终,经常成为"禁区"。

究竟采用何种方式的抽水试验及参数计算方法所求得的渗透系数、影响半径与实际最为接近，何种方法及方式较为经济，目前国内地质水文界尚缺乏在这一领域的实例研究。

我队对于地下水水量小的水文地质钻孔抽水试验，惯用的方法是“提桶法”。

其原理也就是：提出一定的水量，在一定的时间内去找降深；或者定降深在一定时间内去调提出的水量。

这样的话就需要多次反复试提，根据在实际操作过程中所得出的涌水量、水位降深、时间等数据，去调、去变换所提出的水量、提水后的水位深度、提水的时间，从而找到一个在一定时间内相对稳定的流量值、水位降深值。

说是这么说，可是实地操作起来困难很多，原因是可变量有三个，必须在现场确定，要想完成该项工作必须要求现场工作人员具备丰富的经验，也是水文地质人员最挠头的事情。

再就是水位很深时提桶提出孔口时间很长，提出频率受到很大限制，在提水操作这段时间的涌水量常常是被忽略掉的，这也就造成所得水文地质参数跟实际有一定误差的主要因素。

针对地下水水量很小,水位很深这一现实情况，本人凭借长期在野外的工作经验，通过咨询我队老水文地质专家，如何立足现有设备的能力，完成抽水试验工作，所取得的水文地质参数又能最大限度的接近实际，在此提出自己的一个观点，希望能起到抛砖引玉的效果，热望水文专家、同仁提出宝贵建议和观点。

首先是在充分洗好井的前提下进行静止水位的观测、达到近似稳定状态下进行试抽水试验工作。

对于水位深、水量小的煤田水文地质钻孔的抽水试验工作，根据现场所具备的现有条件，将高扬程、小泵量潜水泵下至“最深处”抽空（当然当时的水位应该在置泵深度的泵头位置），然后等水位恢复，起初应5-15分钟观测一次水位，根据止水套管内径算出出水量，经过反复抽空（每次的出水量也可以有外接容器取得）、水位恢复，随时调整水位恢复时间，找出在一定的降深条件下的相对稳定的出水量（该方法属于定降深求流量），保证水量跳动误差不大于5%，水位跳动误差不大于1%的相对稳定数值，从而确定在一定时间段的涌水量、水位降深。

该方法跟“提桶法”有异步同曲之功，但有好多优越之处是“提桶法”无可比拟的，该方法能使所取得的水文参数更能最大限度的接近实际。

其主要优点在于：
其出水量易于标定，在出水口的外接容器中可直接读取。

避免了“提桶法”提水过程中的水量损失及提出井口后的水量受到人为因素的影响。

测量动水位更及时准确，测绳可跟着水位的波动而上下，随时读取、记录动水位的数值。

“提桶法”提水操作结束后才能下测绳，测绳下到动水位的时间受到限制，这段时间的涌水量无法标定和计算。

便于操作，既经济又直观，可以大大简化抽水试验的过程，缩短抽水试验的工作时间。

“提桶法”在操作时需要多次加工、变换提桶的大小，反复计算每次变化后提桶的容积，无形之中既浪费了人力、物力、财力又耽误了时间。

为清楚、明了、直观起见，本人现附上一个钻孔的抽水试验数据供有关专家、同仁审阅，并希望提出宝贵建议，并进行评议。

本孔经充分洗井，观测水位72小时后，确定静止水位为54.25米，用高扬程、小泵量潜水泵抽水。

第一次9分钟抽空（水泵不上水），测得动水位168.79m，一小时后测得水位159.97m；
第二抽水时间为40秒，水位深度168.77m,一小时后测得水位159.88m，出水量83.78升；
第三次抽水时间为39秒，水位深度168.76m，一小时后测得水位159.94m，出水量84.63升；
第四次抽水时间为39秒，水位深度168.66m，一小时后测得水位159.84m，出水量81.63升；
以此类推，抽水36次，每次抽水39—40秒，出水量79.03—85.87升，观测水位一小时其水位在159.58—160.51m之间，其水位跳动误差为0.47%、出水量跳动误差4.35% 、单位涌水量为0.00018升/秒*米。

抽水试验工作结束，抽水试验质量评定为合格。