常用抽水试验工作方法及参数计算

钻孔抽水试验工作方法
一、目的、任务
抽水试验的目的是查明含水层（组）的渗透性能、涌水量的大小、地下水埋藏运动特征及含水层（组）间的水力联系，为预算矿坑涌水量及确定未来矿井疏干排水方案的设计提供依据，任务是：
1、确定含水层（组）水文地质参数，主要包括：渗透系数（K）、影响半径（R）等；
2、测定抽水孔实际涌水量、单位涌水量，绘制涌水量特性曲线及推断和计算最大可能涌水量，评价各含水层（组）的富水性；
3、揭示地下水与地表水及各含水层（组）间的水力联系；
二、工作依据
工作依据为原煤炭工业部1980年颁发的《煤田水文地质测绘规程》、《煤田地质勘探钻孔简易水文地质观测规程》、《煤炭资源地质勘探抽水试验规程》、《煤炭资源地质勘探地表水、地下水长期观测及水样采取规程》和国家标准《矿区水文地质工程地质勘探规范》（GB 12719-91）。

三、技术要求
本次抽水试验的类型为无观测孔的单孔稳定流抽水试验，其目的层为上三叠统塔里奇克组（T3t）含水层。

（一）钻孔结构
钻孔孔径主要与抽水设备相适应，但抽水试验段最小孔径不应小于110mm。

在考虑利用提筒抽水的同时，不排除采用水泵进行抽水试验。

若采用水泵进行抽水试验，扩孔最终孔径Φ127mm。

扩孔深度以揭露整个含水层为目的，控制在穿过最末一层煤5～10米，至少应保证50—60米的水柱，以能满足规范中要求的一次降深时不得少于10米的技术要求。

（二）抽水试验技术要求
1、正式抽水前
（1）在正式抽水前应进行认真的洗孔，直至流出孔口的水完全返清时为止。

（2）观测静止水位，水位呈单向变化时，连续四小时内水位变化每小时不大于2厘米，或水位升降与自然水位变化一致时，即可停止观测。

当水位静止困难，累计观测时间大于72小时，亦可停止观测。

（3）另试验抽水应作一次最大的水位降深，初步了解水位降低值（S）与涌水量（Q）的关系，以便是正式抽水时合理选择水位的降深。

2、正式抽水
（1）抽水时应尽设备能力做最大降深，降深次数一般不少于3次，抽水点应做到合理分布，每次水位降深间距不应小于3米。

最大降深S1对于潜水应等于1/3至1/2H（H为从含水层底板算起的水位高度）；对于承压水应尽可能降至含水层顶板。

且S2=2/3S1，S3=1/3S1。

（2）各点抽水的水位、流量的稳定时间不少于8小时。

稳定的标准是：
①水位稳定标准：当水位降深大于5米时，水位变化幅度不超过水位降深平均值的1%；当水位降深小于5米时，水位变化幅度不应超过3～
5cm；
②流量稳定标准：当单位涌水量q≥0.01升/秒·米时，流量变化幅度不大于3%，当单位涌水量q＜0.01升/秒·米时，流量变化幅度不大于5%。

（3）抽水过程中动水位、流量应同时观测，开始每隔5～10分钟观测一次，连续1小时后，每隔30分钟观测一次，直至抽水结束。

（4）每隔2小时观测一次水温、气温，与动水位、流量观测相应，精度0.5℃。

（5）在抽水过程中遇有大雨，对水位、涌水量观测产生影响时，应暂停抽水，在停止抽水期间，应每2小时观测一次水位。

（6）抽水试验应连续进行。

如抽水中断，而中断前抽水已超过6小时，且中断时间不超过1小时，则中断前的抽水时间仍计入延续时间内，否则一律作废。

（7）抽水试验结束前，在出水管口采取水质分析样，体积不少于2升。

（8）抽水试验结束后，应进行恢复水位的观测，观测时间开始一般按1、2、2、3、3、4、5、7、8、10、15分钟的间隔观测，以后每隔30分钟观测一次，直至水位稳定。

3、抽水试验资料整理
（1）现场整理
①绘制水位降深（S）、流量（Q）与时间（t）的过程曲线
此图应在抽水观测过程中绘制，以便及时发现抽水过程中的异常，及时处理。

同是可根据Q—t、S—t曲线变化趋势，合理判定稳定延续时
间的起点和确定稳定延续时间。

②绘制涌水量与水位降深关系曲线Q=f（S）
其目的在于了解含水层的水力特征、钻孔出水能力，推算钻孔的最大涌水量与单位涌水量，并检验抽水试验成果是否正确。

③绘制单位涌水量与水位降深关系曲线q=f（S）。

④绘制水位恢复曲线。

（2）室内整理
抽水试验结束后应将野外所得原始数据、草图进行详细检查与校对，然后进行室内系统整理，其内容有：
①绘制抽水试验综合成果图
包括Q—t、S—t过程曲线、Q=f（S）、q=f（S）关系曲线，抽水试验成果表、水质分析成果表、钻孔平面位置图、钻孔结构及地层柱状图等。

②计算水文地质参数，包括影响半径（R）、渗透系数（K）。

③抽水试验工作总结报告
其内容主要包括试验目的与要求、试验方法及过程、试验所得的主要成果、试验中的异常现象及处理、质量评价及结论等。

抽水试验参数计算公式：
1.只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式
潜水完整井：
KH
s R r R
h H Q K r R h H K
Q w w
w 2ln )(ln ln )
(2222=-=
--=ππ
承压完整井：
K
s R r R
M s Q K r R s KM
Q w w
w w w
10ln
2ln ln 2==
-=ππ
式中：K —含水层渗透系数 (m/d);
Q —抽水井流量 (m 3/d); s w —抽水井中水位降深 (m); M —承压含水层厚度 (m); R —影响半径 (m); H —潜水含水层厚度 (m); h —潜水含水层抽水后的厚度 (m); r w —抽水井半径 (m)。

2.当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem 公式
承压完整井：
w
w r r KM Q
h h 1
1ln 2π=
-
Thiem 公式：
1
2
12ln 2r r KM Q
h h π=
-
潜水完整井：
w
w r r KM Q
h h 1
2
21ln π=
-
Thiem 公式：
1
2
2122ln r r KM Q
h h π=
-
式中 h w ——抽水井中水柱高度 (m);
h 1、h 2——与抽水井距离为r 1和r 2处观测孔（井）中水柱高度 (m)，分别等于初始水位H 0与井中水位降深s 之差，h 1= H 0 –s 1；h 2= H 0 –s 2。

其余符号意义同前。

当前水井中的降深较大时，可采用修正降深。

修正降深s’与实际降深s 之间的关系为：
2
2H s s s -='
矿区孔水位观测记录表第页
矿区孔抽水观测记录表第页。