羅園井田第一含水層抽水試驗與參數計算

丁 鵬，張 永

安徽省煤田地質局水文勘探隊，安徽 宿州 234000

羅園煤礦是國投新集能源股份有限公司準備籌建的礦井，礦井設計規模為生產原煤300萬t/年，設計總需水量為5000m3/d。為滿足礦井生產和建設的供水需要，提供礦井供水設計的水文地質依據，該區含水層的水文地質參數的確定就成為必要。

1 抽水試驗

1.1 抽水工具、抽水及觀測方法

抽水試驗使用6立方移動式空壓機，流量測量使用三角堰流量箱，水位觀測用萬能電表及鋼板尺或鋼卷尺。抽水試驗按非穩定流方法進行。

1.2 靜止水位和恢復水位觀測

本次勘探抽水試驗均按《供水水文地質勘察規范》（GB50027-2001）要求進行，抽水前對抽水孔和觀測孔進行靜止水位觀測，抽水結束進行恢復水位觀測。水位觀測均連續同時進行，靜止水位每隔30分鐘觀測一次，恢復水位在抽水結束后前兩個小時內按1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120分鐘加密觀測，兩個小時后每隔30分鐘測量水位一次，一直達到穩定要求時結束。

1.3 正式抽水試驗

本次勘探孔LY4抽水均按非穩定流要求作定流量抽水。本次抽水帶二個觀測孔（LY4-1、LY4-2），抽水前觀測了18小時的自然靜止水位，符合穩定標準后采用空壓機作非穩定流抽水試驗，流量17.16m3/h，水位降深10.51m，水位恢復時間72小時，觀測孔水位下降明顯，s～lgt、s′～lg（1+tp/t′）關系曲線正常，水位、流量觀測資料齊全、可靠，可作為一含參數和水量計算的依據。

1.4 孔深測量

靜止水位觀測前和每次抽水結束后各孔均試探孔深，正式抽水前若發現淤孔，則進行沖孔排砂，達到要求后再進行抽水，恢復水位穩定后再試探孔深，一般淤砂埋沒底部含水層很少，符合《規范》要求。

2 水文地質參數計算

凡是采用非穩定流方法進行抽水試驗的鉆孔和恢復水位加密觀測的孔，均采用非穩定流方法進行參數計算。

2.1 水位修正

第一含水層屬潛水～弱承壓水，所以在計算參數之前，須對各觀測孔的水位降深進行修正，其計算方法主要采用lgs～lgt、s～lgt和s～lgr直線圖解法以及水位恢復法。

式中：S-修正后水位降深（m）

Sω-實測水位降深（m）

H-抽水前含水層飽水厚度（m）

2.2 降深-距離（s～lgr）直線圖解法

1）計算導水系數（T）和給水度（μ）

LY4抽水孔帶兩個觀測孔，利用抽水同一時間不同觀測孔的降深（s）和觀測孔到抽水主孔中心的距離（r）在單對數紙上作s～lgr直線圖，取其斜率i，按下式計算：

式中： i-直線段斜率（一個對數節周期降深的變化值）；

r0-s～lgr直線在r軸上截距（m）； t-選用的抽水時間（d）；

其余符號同前。

2）計算影響半徑（R）和水躍值（△h）

利用抽水結束時同一方向各觀測孔水位降深，作s～lgr關系直線圖，直線在橫軸上的截距R，即為抽水影響半徑，直線在主孔中心線上截距Sn為抽水時主孔實際降深，水躍值按下式計算：

式中：△h為水躍值（m） Sn為圖解主孔降深（m）

Sw為抽水實測主孔降深（m）

2.3 降深—時間（s～lgt）直線圖解法

根據同一觀測孔不同時間的降深資料，在單對數計算紙上作s～lgt關系曲線（圖1），取其后期直線段斜率（參數計算圖Ⅴ-13、Ⅴ-14），用下式計算：

式中：t0為s～lgt曲線在時間軸上的截距（d），r為觀測孔到抽水孔的距離（m）

其余符號同前。

3 參數確定與檢驗

本區第一含水層（組）共進行一次抽水試驗，以該次抽水試驗資料所求的參數為準。

3.1 影響半徑（R）

LY4孔計算值348.70m，圖解值340m，水量計算時采用值為340m。

3.2 含水層飽水厚度（H）

含水層飽水厚度采用LY4抽水孔飽水厚度，采用值為21.83m，作為水量計算和資源評價的依據。

3.3 給水度（μ）、導水系數（T）、滲透系數（K）

給水度采用值為5.76×10-3；導水系數采用值為89.11m2/d；滲透系數采用值為4.08m/d。

根據以上各含水層所選擇的參數，按公式：

對各含水層抽水的水位降深進行檢驗。各觀測孔最大誤差都小于10%，說明參數較準確可靠，可以作為水量計算和井群布置方案及水資源評價的依據。

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