罗园井田第一含水层抽水试验与参数计算

丁 鹏，张 永

安徽省煤田地质局水文勘探队，安徽 宿州 234000

罗园煤矿是国投新集能源股份有限公司准备筹建的矿井，矿井设计规模为生产原煤300万t/年，设计总需水量为5000m3/d。为满足矿井生产和建设的供水需要，提供矿井供水设计的水文地质依据，该区含水层的水文地质参数的确定就成为必要。

1 抽水试验

1.1 抽水工具、抽水及观测方法

抽水试验使用6立方移动式空压机，流量测量使用三角堰流量箱，水位观测用万能电表及钢板尺或钢卷尺。抽水试验按非稳定流方法进行。

1.2 静止水位和恢复水位观测

本次勘探抽水试验均按《供水水文地质勘察规范》（GB50027-2001）要求进行，抽水前对抽水孔和观测孔进行静止水位观测，抽水结束进行恢复水位观测。水位观测均连续同时进行，静止水位每隔30分钟观测一次，恢复水位在抽水结束后前两个小时内按1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120分钟加密观测，两个小时后每隔30分钟测量水位一次，一直达到稳定要求时结束。

1.3 正式抽水试验

本次勘探孔LY4抽水均按非稳定流要求作定流量抽水。本次抽水带二个观测孔（LY4-1、LY4-2），抽水前观测了18小时的自然静止水位，符合稳定标准后采用空压机作非稳定流抽水试验，流量17.16m3/h，水位降深10.51m，水位恢复时间72小时，观测孔水位下降明显，s～lgt、s′～lg（1+tp/t′）关系曲线正常，水位、流量观测资料齐全、可靠，可作为一含参数和水量计算的依据。

1.4 孔深测量

静止水位观测前和每次抽水结束后各孔均试探孔深，正式抽水前若发现淤孔，则进行冲孔排砂，达到要求后再进行抽水，恢复水位稳定后再试探孔深，一般淤砂埋没底部含水层很少，符合《规范》要求。

2 水文地质参数计算

凡是采用非稳定流方法进行抽水试验的钻孔和恢复水位加密观测的孔，均采用非稳定流方法进行参数计算。

2.1 水位修正

第一含水层属潜水～弱承压水，所以在计算参数之前，须对各观测孔的水位降深进行修正，其计算方法主要采用lgs～lgt、s～lgt和s～lgr直线图解法以及水位恢复法。

式中：S-修正后水位降深（m）

Sω-实测水位降深（m）

H-抽水前含水层饱水厚度（m）

2.2 降深-距离（s～lgr）直线图解法

1）计算导水系数（T）和给水度（μ）

LY4抽水孔带两个观测孔，利用抽水同一时间不同观测孔的降深（s）和观测孔到抽水主孔中心的距离（r）在单对数纸上作s～lgr直线图，取其斜率i，按下式计算：

式中： i-直线段斜率（一个对数节周期降深的变化值）；

r0-s～lgr直线在r轴上截距（m）； t-选用的抽水时间（d）；

其余符号同前。

2）计算影响半径（R）和水跃值（△h）

利用抽水结束时同一方向各观测孔水位降深，作s～lgr关系直线图，直线在横轴上的截距R，即为抽水影响半径，直线在主孔中心线上截距Sn为抽水时主孔实际降深，水跃值按下式计算：

式中：△h为水跃值（m） Sn为图解主孔降深（m）

Sw为抽水实测主孔降深（m）

2.3 降深—时间（s～lgt）直线图解法

根据同一观测孔不同时间的降深资料，在单对数计算纸上作s～lgt关系曲线（图1），取其后期直线段斜率（参数计算图Ⅴ-13、Ⅴ-14），用下式计算：

式中：t0为s～lgt曲线在时间轴上的截距（d），r为观测孔到抽水孔的距离（m）

其余符号同前。

3 参数确定与检验

本区第一含水层（组）共进行一次抽水试验，以该次抽水试验资料所求的参数为准。

3.1 影响半径（R）

LY4孔计算值348.70m，图解值340m，水量计算时采用值为340m。

3.2 含水层饱水厚度（H）

含水层饱水厚度采用LY4抽水孔饱水厚度，采用值为21.83m，作为水量计算和资源评价的依据。

3.3 给水度（μ）、导水系数（T）、渗透系数（K）

给水度采用值为5.76×10-3；导水系数采用值为89.11m2/d；渗透系数采用值为4.08m/d。

根据以上各含水层所选择的参数，按公式：

对各含水层抽水的水位降深进行检验。各观测孔最大误差都小于10%，说明参数较准确可靠，可以作为水量计算和井群布置方案及水资源评价的依据。

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