精选常用抽水试验工作方法及精选--参数计算.doc

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（T 3t）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 S =2/3S ，S=1/3S 。 2 1 3 1

（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：

Q

K ( H 2

h 2 )

ln R ln r w K

Q R (H 2 h 2 )

ln

r w R 2s w KH

承压完整井：

Q 2 KM

s w

ln r w

ln R K

Q R

ln

r w

2 s w M R 10s w K

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：

Q r1

h1 h w ln

2 KM r w

Thiem 公式：

h2

Q r2 h1 ln

2 KM r1

潜水完整井：

h12 h w2Q

ln r1

KM r w

Thiem 公式：

h22 h12Q

ln r2

KM r1

式中 h w——抽水井中水柱高度(m);

h1、h2——与抽水井距离为 r1和 r2处观测孔（井）中水柱高度 (m)，分别等于初始水位 H0与井中水位降深 s 之差， h1= H0–s1；h2= H0–s2。

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：

s s

s2

2H0

矿区孔水位观测记录表第页时间水位（米）时间水位（米）时间水位（米）

矿区孔抽水观测记录表第页

时

水位降深堰口高提筒流量单位涌水量气温水温

注间

（m）（cm）筒数（l/s ）

备（m）（l/s ·m）（℃）（℃）