袁店煤礦南風(fēng)井井筒檢查孔地質(zhì)報(bào)告

1、袁店一礦南風(fēng)井井筒檢查孔資料成果一、工程概況袁店一礦位于安徽省淮北市濉溪縣與亳州市渦陽縣交界處，行政區(qū)劃屬于濉溪縣和渦陽縣。本礦中心距宿州市約50km，距淮北市約52km。中煤國際工程集團(tuán)南京設(shè)計(jì)研究院于2006年3月20日提出袁店一礦南風(fēng)井井筒檢查孔設(shè)計(jì)技術(shù)說明。受淮北礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司袁店一礦籌備處的委托，我隊(duì)在檢查孔工程中標(biāo)后，與袁店一礦籌備處簽定了袁店一礦南風(fēng)井檢查孔承包合同，并及時(shí)編寫了袁店一礦南風(fēng)井檢查孔施工組織設(shè)計(jì)，得到袁店一礦籌備處審查同意后，我隊(duì)2006年3月30日開始施工，于2006年4月20日野外施工全部結(jié)束。二、主要技術(shù)要求根據(jù)中煤國際工程集團(tuán)南京設(shè)計(jì)院編制的袁店

2、一礦南風(fēng)井井筒檢查孔設(shè)計(jì)技術(shù)說明，其主要技術(shù)指標(biāo)如下：(一)井筒檢查孔平面設(shè)計(jì)是根據(jù)袁店一礦南風(fēng)井平面位置確定的。(二)袁店一礦南風(fēng)井設(shè)井筒檢查孔一個(gè)，為南風(fēng)檢孔。袁店礦井勘探區(qū)內(nèi)04-69勘探鉆孔已施工完成。檢查孔施工時(shí)可參考04-69勘探鉆孔柱狀。(三)井筒檢查孔施工必須符合礦山井巷工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GBJ213-90）、抽水試驗(yàn)規(guī)程及其它國家現(xiàn)有規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定。(四)檢查孔應(yīng)提供的資料及技術(shù)要求：1、南風(fēng)檢孔完整的地質(zhì)柱狀圖、鉆孔結(jié)構(gòu)圖、井溫曲線圖、抽水資料圖，并應(yīng)用物探測(cè)井法核定層位。沿南風(fēng)檢孔04-69勘探鉆孔之間的地質(zhì)剖面圖，并提供南風(fēng)井井筒預(yù)想柱狀圖。2、提供檢查孔詳細(xì)的水文

3、地質(zhì)報(bào)告說明書。應(yīng)做好簡易水文觀測(cè)工作，其中所提供的水文資料應(yīng)包括整個(gè)鉆孔所穿過的主要含水層（組）數(shù)量、埋藏條件、厚度、靜水位、水頭壓力、滲透系數(shù)、水質(zhì)、水溫，地下水的流向、流速以及各含水層間的水力聯(lián)系及與地表水的水力聯(lián)系，劃分出各主要含水層（組），并對(duì)其相互關(guān)系進(jìn)行描述，預(yù)計(jì)井筒基巖段開挖時(shí)的涌水量和計(jì)算方法。同時(shí)查明地下水的自然水位標(biāo)高。當(dāng)井筒檢查孔在打鉆過程中出現(xiàn)縮徑、塌孔等不良現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)記錄其位置、土質(zhì)及處理辦法。鉆孔結(jié)構(gòu)圖、井溫曲線圖、抽水資料圖，并應(yīng)用物探測(cè)井法核定層位。3、應(yīng)對(duì)穿過的新生界各地層做物理力學(xué)性能試驗(yàn)：對(duì)于土層應(yīng)測(cè)定其容重、干比重、密度、天然含水率、空隙度、塑性指

4、數(shù)、塑限、液限、內(nèi)摩擦角、凝聚力、膨脹性、膨脹量、自由膨脹率等。當(dāng)土層厚度小于800mm不足取一組試樣時(shí)，也應(yīng)盡量取樣，并應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告上加以說明。于砂層應(yīng)測(cè)定其顆粒成分、容重、干比重、密度、天然含水率、空隙度、內(nèi)摩擦角、凝聚力、滲透系數(shù)等。4、確定強(qiáng)、弱風(fēng)化帶界面、厚度，并對(duì)其巖性、裂隙松散破碎程度及含水性等進(jìn)行描述。5、南風(fēng)檢孔在垂深360.00383.00m范圍內(nèi)的每層巖層各取一組巖樣，進(jìn)行巖石力學(xué)性能試驗(yàn)。內(nèi)容包括各巖層容重、含水率、吸水率、膨脹量、單軸抗壓強(qiáng)度（含平均值及變異范圍）、抗剪強(qiáng)度（含45°、50°、55°的剪應(yīng)力的平均值及變異范圍）、內(nèi)磨擦角、

5、凝聚力、彈性模量、割線模量、切線模量和泊松比。6、各檢查孔在強(qiáng)風(fēng)化帶以下各含水層進(jìn)行混合抽水試驗(yàn)，配合流量測(cè)井，分別計(jì)算各含水層單位涌水量及井筒開挖時(shí)預(yù)計(jì)涌水量等水文地質(zhì)參數(shù)，以滿足設(shè)計(jì)要求。抽水試驗(yàn)水位降低不應(yīng)少于3次，穩(wěn)定時(shí)間不得少于8小時(shí)。當(dāng)q 0.01時(shí)，應(yīng)盡設(shè)備能力做一次最大降深抽水。7、南風(fēng)檢孔應(yīng)全孔取芯。取芯率：土層和基巖中不少于75%，砂層、破碎帶及軟弱夾層不少于60%。鉆孔取樣時(shí)，應(yīng)盡量避免擾動(dòng)。8、檢查孔每鉆進(jìn)20m測(cè)斜一次，鉆孔偏斜率應(yīng)控制在1.0%以內(nèi)，并應(yīng)測(cè)出傾角和方位角，且終孔距井筒中心不小于7.0m。9、檢查孔施工完成后，必須用水泥砂漿嚴(yán)密封孔，質(zhì)量應(yīng)符合礦山井巷

6、工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GBJ213-90），并設(shè)置檢查孔封孔位置永久性標(biāo)志，提出封孔報(bào)告。南風(fēng)井、南風(fēng)檢孔特征一覽表序號(hào)名 稱坐 標(biāo) (m)井 筒 深(m)鉆孔終孔深度(m)緯 距(X)經(jīng) 距(Y)1南風(fēng)井3713370.00039459930.000374.202南風(fēng)檢孔3713352.74339459919.891390.0304-69鉆孔3713597.75039460063.410779.000526.88(已施工)三、任務(wù)完成情況及工程質(zhì)量評(píng)價(jià)（一）鉆孔位置鉆孔的位置由設(shè)計(jì)部門提供，我隊(duì)在施工前后分別進(jìn)行了定、復(fù)測(cè)工作。檢查孔及井筒中心坐標(biāo)見表3-1，相對(duì)位置見圖3-1。鉆孔及井筒中心

7、坐標(biāo)一覽表 表3-1鉆孔X（m）Y（m）H（m）檢查孔3713352.71839459919.87327.52井筒3713370.00039459930.000圖3-1 鉆孔相對(duì)位置及平面偏斜示意圖（二）施工方法1、鉆探設(shè)備及施工工藝本次鉆探施工所采用的設(shè)備為：TXB-1000A型鉆機(jī)，NBB-250/60泥漿泵，4135柴油機(jī)，古爾茲8GS40T潛水泵等。檢查孔設(shè)計(jì)要求自10m以下全取芯。施工過程中，第四、第三系及風(fēng)化基巖段先用108mm孔徑鉆至完整基巖，基巖段用89mm取芯管全取芯至孔底。鉆進(jìn)至150m附近，停鉆測(cè)流速流向后，繼續(xù)取芯鉆進(jìn)。鉆進(jìn)至灰?guī)r后立即停鉆并進(jìn)行聲速測(cè)井及數(shù)字測(cè)井工作。

8、在施工過程中，為了防止鉆孔偏斜，采取每鉆進(jìn)20-30m測(cè)斜一次的跟蹤測(cè)斜方式。在鉆孔完成后，即擴(kuò)孔、下套管進(jìn)行抽水試驗(yàn)，在抽水的同時(shí)，對(duì)抽水段進(jìn)行流速流量測(cè)井工作。泥漿使用雙聚泥漿，配制成分主要是聚炳烯胺和聚炳烯睛、純堿、粘土粉等，泥漿性能應(yīng)達(dá)到粘度18-23秒，比重1.02-1.10，PH 值8-9,失水量小于15ml/30min。加強(qiáng)泥漿的三級(jí)管理，嚴(yán)格遵守泥漿的配制方法和操作程序。2、取芯及取樣方法（1）松散層：利用108mm巖芯管取芯，嚴(yán)格控制回次進(jìn)尺，保證巖芯采取率。（2）基巖：采用89mm取芯管取芯，確保了巖芯直徑大于80mm，滿足了巖石力學(xué)的測(cè)試要求。（3）上鉆取芯嚴(yán)格按操作規(guī)程

9、操作，取芯后，洗凈裝箱編號(hào)、鑒定、取樣。（4）凍土樣的采取及包裝：在設(shè)計(jì)凍土樣的取樣位置由安徽理工大學(xué)及三隊(duì)地質(zhì)技術(shù)人員跟班及時(shí)采取樣品，裝袋后隨即裝入樣品鐵桶臘封。運(yùn)輸采用柳條筐裝，并在樣筒間塞入麥草以防相互碰撞，及時(shí)托運(yùn)到甲方指定的實(shí)驗(yàn)單位（安徽理工大學(xué)）凍土試驗(yàn)室。（三）鉆孔結(jié)構(gòu)鉆進(jìn)至終孔層位后，先后采用108mm、127mm、146mm 及168mm的擴(kuò)孔鉆頭進(jìn)行分級(jí)擴(kuò)孔。108mm擴(kuò)至孔底，146mm擴(kuò)至301m,168mm擴(kuò)至261m。127mm套管下至301m。下套管時(shí)，使用托盤、海帶止水。一切準(zhǔn)備就緒后，進(jìn)行洗孔抽水。抽水試驗(yàn)結(jié)束后起套管，用水泥砂漿對(duì)鉆孔進(jìn)行全封閉，共使用水泥

10、8.65噸，黃砂17.3噸，水泥、砂子及水按1：2：0.7的比例攪成水泥砂漿，對(duì)鉆孔進(jìn)行全封閉。鉆孔結(jié)構(gòu)見圖3-2。圖3-2 鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖（四）工程完成情況工程完成情況見表3-2、表3-3及表3-4。檢 查 孔 特 征 一 覽 表表3-2施 工日 期松 散 層基 巖鉆孔結(jié)構(gòu)起止深度（m）采取率（%）起止深度（m）風(fēng)氧化帶深度(m)采取率（m）04.3.904.4.240261.0583261.05395.13282.2881168mm:261m146mm:301m108mm:395.13m主要地質(zhì)任務(wù)完成情況一覽表表3-3項(xiàng) 目孔深(m)座 標(biāo)采 樣物 探抽 水孔 斜鉆孔封閉XY設(shè) 計(jì)390

11、3713352.74339459919.891土工樣、凍土樣、力學(xué)樣、水樣、水泥砂漿樣數(shù)字測(cè)井、簡易井溫、流量測(cè)井、地下水流速流向測(cè)定抽基巖混合水不大于1%全孔封閉實(shí) 際395.133713352.71839459919.837全部完成全部完成已 做0.86%全孔封閉采樣及測(cè)試情況一覽表表3-4項(xiàng) 目數(shù) 量測(cè) 試 單 位土工樣25組53個(gè)安徽煤田地質(zhì)測(cè)試中心凍土樣95個(gè)安 徽 理 工 大 學(xué)力學(xué)樣6組24個(gè)安 徽 理 工 大 學(xué)水 樣1安徽煤田地質(zhì)測(cè)試中心砂漿樣1安 徽 理 工 大 學(xué)（五）工程質(zhì)量評(píng)價(jià)1、該孔嚴(yán)格按照淮北礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司袁店一礦南風(fēng)井檢查孔設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，除鉆孔偏斜

12、率要求不超過1%以外，其它各項(xiàng)指標(biāo)均按照煤田勘探鉆孔工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（1987）進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收情況見表3-5。本鉆孔偏移距離 3.414m，偏斜率0.86%；數(shù)字測(cè)井質(zhì)量為甲級(jí)，抽水試驗(yàn)進(jìn)行三次降深抽水,流量誤差在13%之間，水位誤差小于1%。止水、洗井、含水層埋藏深度、原始記錄等各項(xiàng)指標(biāo)均符合特級(jí)孔標(biāo)準(zhǔn)；抽水試驗(yàn)符合穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，抽水試驗(yàn)評(píng)為合格；各種樣品均按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行采取，并送到資質(zhì)較高的測(cè)試單位進(jìn)行測(cè)試，因而結(jié)果可信度高。封孔取樣經(jīng)測(cè)試質(zhì)量可靠，綜合評(píng)定檢查孔質(zhì)量為優(yōu)。驗(yàn) 收 情 況 一 覽 表表3-5孔深（m）松散層深度(m)采取率簡易水文（次）實(shí)測(cè)/應(yīng)測(cè)抽水試驗(yàn)(

13、次)鉆孔封孔測(cè) 井松散層基巖395.13261.058381101/1011(合格)全封(合格)甲 級(jí)2、測(cè)井工作按設(shè)計(jì)要求，對(duì)檢查孔進(jìn)行了數(shù)字測(cè)井工作，使用渭南煤礦專用設(shè)備廠生產(chǎn)的TYSC-3Q型數(shù)字測(cè)井儀，全孔進(jìn)行了比例尺為1：200的三側(cè)向電阻率、自然電位、密度、自然伽瑪、井徑、簡易井溫、井斜等參數(shù)的測(cè)量工作，對(duì)可采煤層進(jìn)行了比例尺為1：50的三側(cè)向電阻率、自然伽瑪、密度三種參數(shù)的放大測(cè)量。按施工設(shè)計(jì)要求，在相應(yīng)的抽水試驗(yàn)層段進(jìn)行了流量測(cè)井。為保證測(cè)井資料的成果質(zhì)量，所測(cè)參數(shù)均在擴(kuò)孔前進(jìn)行。為不遺漏0.4m以上的煤層，采樣間隔選用0.5m，測(cè)量速度小于900m/h，簡易井溫測(cè)量是在測(cè)量其

14、它參數(shù)前后，分別以20m間隔點(diǎn)測(cè)的方式作兩次測(cè)量。井斜測(cè)量采用鉆探每鉆進(jìn)20-30m跟蹤測(cè)量的方式，流量測(cè)井以間隔2.0m的點(diǎn)測(cè)方式進(jìn)行測(cè)量。所測(cè)參數(shù)技術(shù)條件選擇合理，各參數(shù)曲線與煤巖層的物性特征吻合較好，巖煤層物性差異明顯，煤層定性定厚可靠，成果質(zhì)量優(yōu)良。測(cè)井工程質(zhì)量符合測(cè)井規(guī)范的甲級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。四、地層及構(gòu)造（一）地層檢查孔揭露的地層自上而下有：第四系、上第三系、二疊系下石盒子組、山西組?，F(xiàn)分述如下：1、第四、第三系（Q+N）第四系厚度為89.30m，以黃褐色、灰褐色、灰綠色粘土質(zhì)砂、粉砂、細(xì)砂及粘土為主，細(xì)砂和粉砂均不同程度的含粘土、鈣質(zhì)及鈣質(zhì)砂礓，少量鐵錳質(zhì)結(jié)核。粘土可塑性較強(qiáng)，膨脹量大。第

15、三系埋深261.05m,厚度為171.75m，以褐黃色、紅棕色及灰綠色粘土和砂層為主，含較多鈣質(zhì)，夾鈣質(zhì)粘土。底部有粘土礫石和礫石，礫石多為石英質(zhì)、灰?guī)r質(zhì)，堅(jiān)硬，棱角狀至次棱角狀，含鐵錳質(zhì)結(jié)核。此地層一般水平紋理較為明顯，底部弱固結(jié)，可塑性較差，易崩解松散。第四、第三系粘土類厚171.05m，占總厚的68.1%；砂類厚80.0m，占總厚的31.9%。與下伏地層呈不整合接觸。3、二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1xs）揭露深度從261.05m-360.85m，厚度為99.80m。頂部為深黃色灰色風(fēng)化泥巖，中部為細(xì)砂巖、粉砂巖及泥巖，最下部為鋁質(zhì)泥巖，含菱鐵鮞粒，分布不均，局部富集。含粉砂質(zhì)及鐵錳質(zhì)。4、

16、二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）埋深從360.85m-395.13m，厚度為34.28m，以泥巖、粉砂巖及細(xì)砂巖為主，灰色、少量灰綠色。（二）構(gòu)造本孔未發(fā)現(xiàn)斷層破碎帶等構(gòu)造跡象，地層傾角較緩，一般在120200，裂隙較發(fā)育，在泥巖中滑面較發(fā)育。五、井筒水文地質(zhì)特征（一）含隔水層（組、段）劃分及特征南風(fēng)井檢查孔穿過新生界松散層厚度261.05m。依據(jù)本檢查孔鉆探取芯和地球物理測(cè)井成果，同時(shí)結(jié)合礦井精查地質(zhì)報(bào)告，松散層可劃分出四個(gè)含水層（組）和三個(gè)隔水層（組）；二疊系地層可劃分為一個(gè)含水層（段）和二個(gè)隔水層（段），各含、隔水層（組、段）劃分情況見表5-1。現(xiàn)自上而下分述如下：1、新生界松散層含、隔水層（

17、組）（1）第一含水層（組）一般自地表垂深3-5m起，底板埋深32.95m，含水層有效厚度為11.15m。巖性主要由淺黃色、棕黃色粉砂、細(xì)砂、粘土質(zhì)砂組成，其中夾6層粘土及砂質(zhì)粘土，含少量鈣質(zhì)結(jié)核。砂層結(jié)構(gòu)松散，富水性強(qiáng)。據(jù)農(nóng)用機(jī)井抽水結(jié)果，單井涌水量達(dá)30-50m3/h，水質(zhì)為重碳酸型水。一含粘質(zhì)粉土含水率為22.2%，孔隙度為35.84。（2）第一隔水層（組）底板埋深62.30m，隔水層有效厚度為16.55m 。巖性主要由淺黃色、灰綠、灰白色粘土組成，其中夾二層細(xì)砂。隔水層較厚，隔水性能較好。本組粉質(zhì)粘土、粘土的塑性指數(shù)為12.325.8，自由膨脹率為6079%。含隔水層（組、段）劃分表表5

18、-1含 水 層 名 稱底板深度(m)有效厚度(m)第四系第一含水層32.9511.15第一隔水層62.3016.55第二含水層89.3011.65上第三系第二隔水層105.5516.25第三含水層178.7032.15第三隔水層248.2069.50第四含水層261.059.75二疊系4-6煤上、下隔水層320.7549.827-8煤組頂?shù)装搴畬?55.605.688煤下鋁質(zhì)泥巖隔水層362.607.00石炭系10煤上砂巖含水層395.137.35（3）第二含水層（組）底板埋深89.30m，含水層有效厚度為11.65m。巖性主要由淺黃色、灰綠色細(xì)砂和粘土質(zhì)砂組成，間夾二層粘土層。含水層較發(fā)育

19、，含水性能較好。本組粉砂的含水率為25%，孔隙度為39.55。（4）第二隔水層（組）底板埋深105.55m，隔水層有效厚度為16.25m。巖性主要由灰綠色粘土組成，粘土質(zhì)純致密，具塑性，具鐵錳質(zhì)浸染及砂質(zhì),分布穩(wěn)定，厚度較大，隔水性較好。本組粘土的塑性指數(shù)為24.431.9，自由膨脹率8090%。（5）第三含水層（組）底板埋深178.70m，含水層有效厚度為32.15m，巖性以淺灰、灰綠色及淺紅棕色砂層為主，上部為細(xì)砂、砂巖盤和粘土質(zhì)砂，下部為粉砂和粘土質(zhì)砂。砂層結(jié)構(gòu)松散，分選性差，厚度大，含水性較強(qiáng)。本組粉砂的含水率為22.122.2%，孔隙度為37.5538.23。（6）第三隔水層（組）底

20、板埋深 248.20m，隔水層有效厚度為69.50m，巖性主要由灰綠色、棕紅色和灰白色粘土、鈣質(zhì)粘土組成。粘土可塑性好，膨脹性強(qiáng)，厚度大。該層分布穩(wěn)定，隔水性能良好，為一良好的隔水層。由于它的存在，使其上部的地表水及一、二、三含地下水與新生界松散層第四含水層及二疊系煤層頂、底板砂巖裂隙含水層之間無水力聯(lián)系。本組的粉質(zhì)粘土、粘土的塑性指數(shù)為10.833.3，自由膨脹率為4090%。 (7)第四含水層（組）底板埋深261.05m，含水層有效厚度9.75m。巖性由黃褐色、灰色細(xì)砂、粘土礫石、細(xì)砂和粘土質(zhì)砂組成，礫石成分為砂巖和灰?guī)r塊，呈棱角狀和橢圓狀。該含水層（組）直接覆蓋在煤系地層之上，在天然狀態(tài)

21、下通過二疊系各砂巖裂隙含水層露頭帶與其構(gòu)成直接水力聯(lián)系，但由于其粘土質(zhì)含量較大，含水性不太豐富。本組的粉砂、中砂的含水率為14.517.9%，孔隙度為31.4735.06。2、二疊系煤系地層含、隔水層（段）二疊系煤系地層一般由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成，砂巖裂隙不發(fā)育，且具不均一性，一般富水性較弱，地下水主要儲(chǔ)存和運(yùn)移在風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙為主的裂隙網(wǎng)絡(luò)之中，富水性受構(gòu)造裂隙控制，以儲(chǔ)存量為主。據(jù)本孔二疊系基巖混合含水層抽水試驗(yàn)，靜止水位埋深為14.63m，平均單位涌水量為0.021l/s.m，平均k=0.10172m/d。據(jù)檢查孔巖性組合，結(jié)合勘探地質(zhì)報(bào)告，可劃分為二個(gè)隔水層（段）及二個(gè)含水

22、層（段），現(xiàn)分述如下：（1）4-6煤上、下隔水層（段）底板埋深320.75m，隔水層厚度為49.82m。主要由深黃色、紅棕色、灰色、淺灰色泥巖、粉砂巖和細(xì)砂巖組成。巖性致密，塊狀，鉆探揭露時(shí)無漏水發(fā)生，為一較好的隔水層（段）。（2）7-8煤頂、底板砂巖裂隙含水層（段）底板埋深355.60m，含水層厚度為5.68m，主要由淺灰色細(xì)砂巖組成。野外施工未發(fā)生嚴(yán)重漏水現(xiàn)象。（3）8煤下鋁質(zhì)泥巖隔水層（段）底板埋深362.60m，隔水層厚度7.00m，主要由灰色至淺灰色鋁質(zhì)泥巖組成，巖性致密，鉆探時(shí)未發(fā)生漏水現(xiàn)象，為較好的隔水層。（4）10煤上砂巖含水層（段）底板埋深395.13m，含水層厚度7.35m

23、，主要為灰色細(xì)砂巖，局部裂隙較發(fā)育，在鉆探時(shí)未發(fā)生漏水現(xiàn)象。（二）第四系地下水（150m以淺）流向、流速根據(jù)袁店煤礦南風(fēng)井檢查孔地下水流速、流向測(cè)試報(bào)告，松散層150m以淺地下水流向用充電法測(cè)定為S21 08 47 ES54 50 01 E，流速為1.66-4.08m/d,詳細(xì)情況見上述測(cè)試報(bào)告。（三）各含水層地下水的補(bǔ)給、逕流、排泄及其水力聯(lián)系（1）新生界松散層第一含水層（組）上部屬潛水，下部屬弱承壓水，為多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合含水層（組）。主要靠大氣降水和地表水垂直滲透補(bǔ)給，水平逕流次之，循環(huán)條件良好，水位動(dòng)態(tài)變化與大氣降水關(guān)系密切，主要排泄途徑為蒸發(fā)和人工開采。（2）新生界松散層第二含水層（組）

24、地下水該含水層由于巖性主要為細(xì)砂、粘土質(zhì)砂，含水性相對(duì)較好。第一、二隔水層厚度較大，一、二、三含之間水力聯(lián)系較差。（3）新生界松散層第三含水層（組）地下水該含水層為多層結(jié)構(gòu)的承壓含水層，以區(qū)域水平層間逕流補(bǔ)給為主，垂直越流補(bǔ)給微弱。下部第三隔水層厚度大，分布穩(wěn)定，隔水性良好，致使第一、二、三含水層（組）及地表水與其下部各含水層之間無水力聯(lián)系。（4）新生界松散層第四含水層（組）地下水該含水層以區(qū)域水平層間逕流為主，排泄條件及含水性較差。該含水層直接覆蓋在二疊系地層之上，在天然狀態(tài)下，通過二疊系煤系地層各砂巖裂隙含水層（段）露頭與其有一定的相互水力聯(lián)系。（5）二疊系煤系地層砂巖裂隙含水層（段）地下

25、水二疊系煤系砂巖裂隙含水層（段）由于砂巖裂隙只局部較發(fā)育，富水性較弱，地下水運(yùn)動(dòng)緩慢，處于封閉狀態(tài)，補(bǔ)給排泄條件差，以儲(chǔ)存量為主。各含水層之間都有相應(yīng)的隔水層相隔，正常情況下無直接水力聯(lián)系。（四）抽水試驗(yàn)及其成果本次按設(shè)計(jì)要求，對(duì)二迭系基巖混合含水層進(jìn)行了抽水試驗(yàn)。采用8GS40T潛水泵抽水 ，抽水試驗(yàn)嚴(yán)格按煤炭資源地質(zhì)勘探抽水試驗(yàn)規(guī)程執(zhí)行。水位、流量誤差等多項(xiàng)指標(biāo)均符合抽水試驗(yàn)規(guī)程的要求，抽水試驗(yàn)質(zhì)量綜合評(píng)級(jí)為合格。抽水試驗(yàn)結(jié)束后，按承壓完整井裘布依公式，計(jì)算了水文地質(zhì)參數(shù)。取得水文地質(zhì)參數(shù)比較可靠，其抽水試驗(yàn)情況及成果見表5-2。抽 水 試 驗(yàn) 成 果 表表5-2含水層名稱靜止水位深度(m

26、)恢復(fù)水位深度(m)水位降深（m）涌水量(l/s)單位涌水量(l/s.m)滲透系數(shù)(m/d)平均滲透系數(shù)(m/d)影響半徑(m)基巖混合14.6315.2073.511.2620.0170.088110.10172218.2049.961.0170.0210.10043158.3332.500.8040.0250.11661110.98（五）流量測(cè)井及其成果為詳細(xì)準(zhǔn)確地劃分含水層段，計(jì)算其水文地質(zhì)參數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在袁店南風(fēng)井檢查孔中進(jìn)行了流量測(cè)井工作。使用成都地質(zhì)災(zāi)害研究所研制E80113型井中測(cè)流儀，以點(diǎn)測(cè)的方式在觀測(cè)水位穩(wěn)定之后（靜態(tài)）以及抽水試驗(yàn)過程中振動(dòng)水位穩(wěn)定之后（動(dòng)態(tài)）各完成一

27、次測(cè)流工作，把所測(cè)各點(diǎn)連成曲線，依據(jù)所測(cè)曲線分析、計(jì)算得出各含水層段的水文地質(zhì)參數(shù)。具體的測(cè)流施工中，測(cè)點(diǎn)間距一般選擇5m，在流量發(fā)生顯著變化時(shí)，進(jìn)行加密測(cè)量，測(cè)量距加密到1.0m。結(jié)合常規(guī)測(cè)井曲線綜合解釋，準(zhǔn)確劃分含水層段的深度、厚度。測(cè)流井段為390301m。1、測(cè)流方法（1）在自然狀態(tài)下，靜止水位穩(wěn)定之后，作一次靜態(tài)測(cè)流。借以了解各含水層有無通過鉆孔進(jìn)行相互補(bǔ)給。（2）在抽水試驗(yàn)過程中，待振動(dòng)水位穩(wěn)定之后，做相應(yīng)的動(dòng)態(tài)測(cè)流。借以了解鉆孔內(nèi)含水層的出水位置。2、測(cè)流時(shí)間靜態(tài)測(cè)流：2006年4月16日10時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)流：2006年4月17日9時(shí) S1=73.51m 井口出水量Q=1.24l/s

28、2006年4月17日18:30 S2=49.96m 井口出水量Q=1.042l/s2006年4月18日7時(shí) S3=32.50m 井口出水量Q=0.78l/s3、資料解釋（1）在自然狀態(tài)下，在靜止水位為14.63m時(shí)，靜態(tài)測(cè)流時(shí)未發(fā)現(xiàn)明顯的出水部位，抽水段靜態(tài)測(cè)流為“零”。（2）在抽水試驗(yàn)過程中，動(dòng)態(tài)測(cè)流時(shí)，在抽水井段發(fā)現(xiàn)兩個(gè)抽水部位，見表5-3。南風(fēng)井檢查孔流量測(cè)井情況表5-3孔號(hào)起止深度（m）降深涌水量水系狀態(tài)含水段特征厚度南風(fēng)檢356.15353.153.0073.510.4301涌水均勻不隙式,裂隙式含水層49.960.361432.500.2700329.40320.758.6573.

29、510.809949.960.680632.500.5100參數(shù)的確定:該孔出水層段屬無界承壓含水層,選擇水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算公式:K=QR返算公式為R=10S式中：K滲透系數(shù)Q涌水量R影響半徑r0井半徑M含水層厚度S降深各含水層水力學(xué)狀態(tài)的確定，依據(jù)水流方向的變化，通過下式求得：Qi=Qa-Qb式中：Qi第三層段的涌水量Qa第三層段頂部出水量Qb第三層段底部出水量若a b是沿水流方向，則：Qi>0時(shí)為吸水層段；Qi<0時(shí)為涌水層段；Qi=0時(shí)為隔水層段。計(jì)算求得的含水層水文地質(zhì)參數(shù)見表5-4。本次流量測(cè)井過程中，測(cè)點(diǎn)布置合理，在流量變化顯著的井段加密測(cè)量，并參照常規(guī)測(cè)井曲線，使含水層

30、的深度、厚度劃分準(zhǔn)確，測(cè)流成果符合規(guī)范要求，達(dá)到甲級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。（六）各含水層（組、段）的評(píng)價(jià)1、新生界松散層第一含水層（組）流 量 測(cè) 井 成 果 表表5-4孔號(hào)起止深度（m）降深(m)涌水量(l/s)K(m/d)平均K(m/d)R(m)r0(m)靜止水位(m)厚度（m）南風(fēng)檢356.15-353.153.0073.510.43010.23530.2748356.600.05516.1549.960.36140.2810265.0032.500.27000.3082180.50329.40-320.758.6573.510.80990.14970.1748284.4014.2549.960.680

31、60.1785211.0032.500.51000.1962143.90上部屬潛水，下部屬承壓水，砂層結(jié)構(gòu)松散，分布穩(wěn)定，富水性較強(qiáng)，直接接受大氣降水補(bǔ)給，水質(zhì)較好。2、新生界松散層第二含水層（組）含水層砂層較發(fā)育，含水性能尚好，屬含水性較好的孔隙承壓含水層(組)。3、新生界松散層第三含水層（組）該含水層砂層厚度較大，多為細(xì)砂，結(jié)構(gòu)松散，屬富水性中等的孔隙承壓含水層（組）。4、新生界松散層第四含水層（組）含水層厚度為9.75m，但其粘土質(zhì)含量較大，主要巖性為細(xì)砂和粘土礫石，據(jù)本礦04-98孔對(duì)四含抽水,q=0.009351l/s.m，k=0.12275m/d，其含水量不太豐富，但該含水層直接覆

32、蓋在二疊系地層之上，通過二疊系各砂巖裂隙含水層露頭與其構(gòu)成一定的水力聯(lián)系。5、二疊系煤層頂、底板砂巖裂隙含水層（段）據(jù)本檢查孔資料，本含水層(段)為7-8煤上下及10煤頂?shù)装迳皫r裂隙含水層（段）,為多層結(jié)構(gòu)的砂巖裂隙含水層（段）。地下水主要儲(chǔ)存和運(yùn)移在以構(gòu)造裂隙為主的裂隙網(wǎng)絡(luò)之中，富水性較弱，以儲(chǔ)存量為主，是井筒充水的直接充水含水層。據(jù)本次基巖混合抽水試驗(yàn),q=0.021l/s.m，k=0.10172m/d。（七）井筒涌水量預(yù)算1、涌水量預(yù)算方法及公式的選擇本次采用地下水動(dòng)力學(xué)法預(yù)算井筒涌水量。當(dāng)井筒水位降至含水層底板時(shí)，h0=0,地下水處于承壓轉(zhuǎn)無壓狀態(tài)，因而采用穩(wěn)定流承壓轉(zhuǎn)無壓完整井裘布依

33、水量計(jì)算公式，利用抽水試驗(yàn)取得的水文地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行井筒涌水量預(yù)算。計(jì)算公式為：Q=1.366K(2S-M)M-h02÷lg(R0/r0) (1)R=10S (2)R0=R+r0 (3)式中：Q井筒涌水量（m3/h）K滲透系數(shù)（m/d）M含水層厚度（m）R影響半徑（m）r0井筒荒半徑（m）R0井筒引用影響半徑（m）2、利用抽水試驗(yàn)所取得水文地質(zhì)參數(shù)預(yù)計(jì)井筒涌水量南風(fēng)井井筒涌水量預(yù)算 （1）水文地質(zhì)參數(shù)的選擇利用檢查孔二疊系混合含水層抽水試驗(yàn)所取得的平均滲透系數(shù)。K=0.10172m/d,含水層厚度M=22.19m，預(yù)計(jì)井筒水位降至含水層底板395.13m時(shí)，h0=0，S=395.13-1

34、4.63=380.50m。井筒荒半徑按r0=3.00m計(jì)算。（2）井筒涌水量預(yù)算結(jié)果 利用上述參數(shù)及公式（1）、（2）、（3）預(yù)算井筒涌水量見表5-4。井筒涌水量及參數(shù)選擇計(jì)算表表5-4含水層名稱K(m/d)M(m)S (m)R (m)r0 (m)R0 (m)Q(m3/h)基巖混合含水層0.1017222.19380.501213.553.001216.5536.39南風(fēng)井全井筒涌水量為：Q=36.39m3/h3、利用流量測(cè)井所取得的水文地質(zhì)參數(shù)預(yù)算井筒涌水量（1）利用南風(fēng)檢流量測(cè)井所取得的參數(shù)，預(yù)計(jì)井筒水位降至含水層底板時(shí)的井筒涌水量，此時(shí)h0=0，井筒荒半徑按3.00m計(jì)算。(2)井筒涌水

35、量預(yù)算結(jié)果利用上述參數(shù)及公式（1）、（2）、（3）預(yù)算井筒涌水量見表5-5。(3)利用流量測(cè)井參數(shù)預(yù)算井筒涌水量為31.71m3/h。利用抽水試驗(yàn)取得的參數(shù)預(yù)算井筒涌水量為36.39 m3/h，利用流量測(cè)井取得的參數(shù)預(yù)算井筒涌水量為31.71 m3/h，二者比較接近，符合本井筒水文地質(zhì)情況，建議取井筒涌水量36.39 m3/h作為下一步施工的參考依據(jù)。井 筒 涌 水 量 預(yù) 算 表 表5-5含水層名稱K(m/d)M(m)S(m)R(m)r0(m)R0(m)Q(m3/h)Q合計(jì)基巖混合含水層0.27483.00341.521790.293.001793.2911.4931.710.17488.6

36、5314.771316.021319.0220.22（八）井筒水文地質(zhì)類型1、井筒水文地質(zhì)類型劃分依據(jù)原煤炭工業(yè)部1993年269號(hào)頒發(fā)的煤礦建設(shè)井筒水文地質(zhì)工作規(guī)定<暫行>中的井筒水文地質(zhì)條件分類方案作為本次井筒水文地質(zhì)類型劃分的依據(jù)。2、本井筒穿過多層含水層，第四含水層直接覆蓋在煤系地層之上，二者有一定的水力聯(lián)系。井筒涌水量計(jì)算結(jié)果為 36.39m3/h,水量大于30 m3/h，故南風(fēng)井井筒水文地質(zhì)類型定為較復(fù)雜類型。六、工程地質(zhì)對(duì)井筒巖土工程地質(zhì)的了解，我們采取了巖芯鑒定、土工實(shí)驗(yàn)、物理力學(xué)試驗(yàn)等方法，并對(duì)獲得的資料進(jìn)行綜合分析。（一）松散層工程地質(zhì)特征對(duì)第四、第三系松散層地

37、質(zhì)特征的認(rèn)識(shí)，主要通過鉆探施工、巖芯鑒定及巖石土工試驗(yàn)實(shí)踐。1、鉆探施工情況施工過程中，在鉆進(jìn)至基巖界面附近時(shí),粘土礫石層和鈣質(zhì)粘土礫石為石英質(zhì)、灰?guī)r質(zhì)，鉆進(jìn)時(shí)特別困難，但強(qiáng)度不高。鈣質(zhì)粘土屬于水敏性地層，遇水易崩解，且膨脹性較強(qiáng)。2、巖芯鑒定從鉆探取芯看，第四系松散層未固結(jié)，粘土膨脹量大。第三系松散層未固結(jié)至弱固結(jié)，一般強(qiáng)度較低，新生界松散層中的粘土層，厚度較大，遇水易崩解松散。3、土工試驗(yàn)現(xiàn)場采取土工試驗(yàn)樣53個(gè)，試驗(yàn)項(xiàng)目包括土的物理性質(zhì)指標(biāo)，有比重、液限、塑性指數(shù)、液化指數(shù)、壓縮性、抗剪強(qiáng)度、膨脹量、內(nèi)摩擦角等，測(cè)試結(jié)果詳見土工分析測(cè)試成果表。綜上所述，本孔第四第三系松散層厚度較大，且粘

38、土所占比例很大，粘土膨脹量大，井筒穩(wěn)定性小，難以維護(hù)。井筒凍結(jié)難度大。（二）基巖工程地質(zhì)特征對(duì)基巖段工程地質(zhì)特征的認(rèn)識(shí)，主要通過基巖巖芯鑒定和巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，其內(nèi)容包括物理性試驗(yàn)和力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。根據(jù)野外鑒定，強(qiáng)風(fēng)化帶深度為277.19m，弱風(fēng)氧化帶深度為282.28m。風(fēng)化帶巖性主要為深黃色、紅棕色及灰色泥巖，風(fēng)化裂隙發(fā)育，強(qiáng)烈風(fēng)化，泥巖局部風(fēng)化成粘土狀，具可塑性。風(fēng)化帶有小裂隙，有淋濾現(xiàn)象，裂隙呈半開放型。風(fēng)化帶泥巖雖然完整性較好，但由于被風(fēng)化，局部呈粘土狀，具塑性，所以巖體質(zhì)量較差，風(fēng)化帶以下的煤系地層，強(qiáng)度排序一般為細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖，強(qiáng)度逐漸變差，各巖層巖石力學(xué)性質(zhì)詳見巖石檢驗(yàn)報(bào)告。（三）井筒工程地質(zhì)類型井筒穿過新生界松散層厚度大，粘土所占比例大，對(duì)井筒凍結(jié)十分不利，基巖段以堅(jiān)硬-半堅(jiān)硬層狀碎屑巖為主，通過對(duì)巖性特征和力學(xué)性質(zhì)分析，抗壓強(qiáng)度較低，巖體質(zhì)量較差。所以井筒工