袁店煤矿南风井井筒检查孔地质报告

1、袁店一矿南风井井筒检查孔资料成果一、工程概况袁店一矿位于安徽省淮北市濉溪县与亳州市涡阳县交界处，行政区划属于濉溪县和涡阳县。本矿中心距宿州市约50km，距淮北市约52km。中煤国际工程集团南京设计研究院于2006年3月20日提出袁店一矿南风井井筒检查孔设计技术说明。受淮北矿业（集团）有限责任公司袁店一矿筹备处的委托，我队在检查孔工程中标后，与袁店一矿筹备处签定了袁店一矿南风井检查孔承包合同，并及时编写了袁店一矿南风井检查孔施工组织设计，得到袁店一矿筹备处审查同意后，我队2006年3月30日开始施工，于2006年4月20日野外施工全部结束。二、主要技术要求根据中煤国际工程集团南京设计院编制的袁店

2、一矿南风井井筒检查孔设计技术说明，其主要技术指标如下：(一)井筒检查孔平面设计是根据袁店一矿南风井平面位置确定的。(二)袁店一矿南风井设井筒检查孔一个，为南风检孔。袁店矿井勘探区内04-69勘探钻孔已施工完成。检查孔施工时可参考04-69勘探钻孔柱状。(三)井筒检查孔施工必须符合矿山井巷工程施工及验收规范（GBJ213-90）、抽水试验规程及其它国家现有规范、规程的规定。(四)检查孔应提供的资料及技术要求：1、南风检孔完整的地质柱状图、钻孔结构图、井温曲线图、抽水资料图，并应用物探测井法核定层位。沿南风检孔04-69勘探钻孔之间的地质剖面图，并提供南风井井筒预想柱状图。2、提供检查孔详细的水文

3、地质报告说明书。应做好简易水文观测工作，其中所提供的水文资料应包括整个钻孔所穿过的主要含水层（组）数量、埋藏条件、厚度、静水位、水头压力、渗透系数、水质、水温，地下水的流向、流速以及各含水层间的水力联系及与地表水的水力联系，划分出各主要含水层（组），并对其相互关系进行描述，预计井筒基岩段开挖时的涌水量和计算方法。同时查明地下水的自然水位标高。当井筒检查孔在打钻过程中出现缩径、塌孔等不良现象时，应及时记录其位置、土质及处理办法。钻孔结构图、井温曲线图、抽水资料图，并应用物探测井法核定层位。3、应对穿过的新生界各地层做物理力学性能试验：对于土层应测定其容重、干比重、密度、天然含水率、空隙度、塑性指

4、数、塑限、液限、内摩擦角、凝聚力、膨胀性、膨胀量、自由膨胀率等。当土层厚度小于800mm不足取一组试样时，也应尽量取样，并应在试验报告上加以说明。于砂层应测定其颗粒成分、容重、干比重、密度、天然含水率、空隙度、内摩擦角、凝聚力、渗透系数等。4、确定强、弱风化带界面、厚度，并对其岩性、裂隙松散破碎程度及含水性等进行描述。5、南风检孔在垂深360.00383.00m范围内的每层岩层各取一组岩样，进行岩石力学性能试验。内容包括各岩层容重、含水率、吸水率、膨胀量、单轴抗压强度（含平均值及变异范围）、抗剪强度（含45°、50°、55°的剪应力的平均值及变异范围）、内磨擦角、

5、凝聚力、弹性模量、割线模量、切线模量和泊松比。6、各检查孔在强风化带以下各含水层进行混合抽水试验，配合流量测井，分别计算各含水层单位涌水量及井筒开挖时预计涌水量等水文地质参数，以满足设计要求。抽水试验水位降低不应少于3次，稳定时间不得少于8小时。当q 0.01时，应尽设备能力做一次最大降深抽水。7、南风检孔应全孔取芯。取芯率：土层和基岩中不少于75%，砂层、破碎带及软弱夹层不少于60%。钻孔取样时，应尽量避免扰动。8、检查孔每钻进20m测斜一次，钻孔偏斜率应控制在1.0%以内，并应测出倾角和方位角，且终孔距井筒中心不小于7.0m。9、检查孔施工完成后，必须用水泥砂浆严密封孔，质量应符合矿山井巷

6、工程施工及验收规范（GBJ213-90），并设置检查孔封孔位置永久性标志，提出封孔报告。南风井、南风检孔特征一览表序号名 称坐 标 (m)井 筒 深(m)钻孔终孔深度(m)纬 距(X)经 距(Y)1南风井3713370.00039459930.000374.202南风检孔3713352.74339459919.891390.0304-69钻孔3713597.75039460063.410779.000526.88(已施工)三、任务完成情况及工程质量评价（一）钻孔位置钻孔的位置由设计部门提供，我队在施工前后分别进行了定、复测工作。检查孔及井筒中心坐标见表3-1，相对位置见图3-1。钻孔及井筒中心

7、坐标一览表 表3-1钻孔X（m）Y（m）H（m）检查孔3713352.71839459919.87327.52井筒3713370.00039459930.000图3-1 钻孔相对位置及平面偏斜示意图（二）施工方法1、钻探设备及施工工艺本次钻探施工所采用的设备为：TXB-1000A型钻机，NBB-250/60泥浆泵，4135柴油机，古尔兹8GS40T潜水泵等。检查孔设计要求自10m以下全取芯。施工过程中，第四、第三系及风化基岩段先用108mm孔径钻至完整基岩，基岩段用89mm取芯管全取芯至孔底。钻进至150m附近，停钻测流速流向后，继续取芯钻进。钻进至灰岩后立即停钻并进行声速测井及数字测井工作。

8、在施工过程中，为了防止钻孔偏斜，采取每钻进20-30m测斜一次的跟踪测斜方式。在钻孔完成后，即扩孔、下套管进行抽水试验，在抽水的同时，对抽水段进行流速流量测井工作。泥浆使用双聚泥浆，配制成分主要是聚炳烯胺和聚炳烯睛、纯碱、粘土粉等，泥浆性能应达到粘度18-23秒，比重1.02-1.10，PH 值8-9,失水量小于15ml/30min。加强泥浆的三级管理，严格遵守泥浆的配制方法和操作程序。2、取芯及取样方法（1）松散层：利用108mm岩芯管取芯，严格控制回次进尺，保证岩芯采取率。（2）基岩：采用89mm取芯管取芯，确保了岩芯直径大于80mm，满足了岩石力学的测试要求。（3）上钻取芯严格按操作规程

9、操作，取芯后，洗净装箱编号、鉴定、取样。（4）冻土样的采取及包装：在设计冻土样的取样位置由安徽理工大学及三队地质技术人员跟班及时采取样品，装袋后随即装入样品铁桶腊封。运输采用柳条筐装，并在样筒间塞入麦草以防相互碰撞，及时托运到甲方指定的实验单位（安徽理工大学）冻土试验室。（三）钻孔结构钻进至终孔层位后，先后采用108mm、127mm、146mm 及168mm的扩孔钻头进行分级扩孔。108mm扩至孔底，146mm扩至301m,168mm扩至261m。127mm套管下至301m。下套管时，使用托盘、海带止水。一切准备就绪后，进行洗孔抽水。抽水试验结束后起套管，用水泥砂浆对钻孔进行全封闭，共使用水泥

10、8.65吨，黄砂17.3吨，水泥、砂子及水按1：2：0.7的比例搅成水泥砂浆，对钻孔进行全封闭。钻孔结构见图3-2。图3-2 钻孔结构示意图（四）工程完成情况工程完成情况见表3-2、表3-3及表3-4。检 查 孔 特 征 一 览 表表3-2施 工日 期松 散 层基 岩钻孔结构起止深度（m）采取率（%）起止深度（m）风氧化带深度(m)采取率（m）04.3.904.4.240261.0583261.05395.13282.2881168mm:261m146mm:301m108mm:395.13m主要地质任务完成情况一览表表3-3项 目孔深(m)座 标采 样物 探抽 水孔 斜钻孔封闭XY设 计390

11、3713352.74339459919.891土工样、冻土样、力学样、水样、水泥砂浆样数字测井、简易井温、流量测井、地下水流速流向测定抽基岩混合水不大于1%全孔封闭实 际395.133713352.71839459919.837全部完成全部完成已 做0.86%全孔封闭采样及测试情况一览表表3-4项 目数 量测 试 单 位土工样25组53个安徽煤田地质测试中心冻土样95个安 徽 理 工 大 学力学样6组24个安 徽 理 工 大 学水 样1安徽煤田地质测试中心砂浆样1安 徽 理 工 大 学（五）工程质量评价1、该孔严格按照淮北矿业(集团)有限责任公司袁店一矿南风井检查孔设计要求进行施工，除钻孔偏斜

12、率要求不超过1%以外，其它各项指标均按照煤田勘探钻孔工程质量验收标准（1987）进行验收，验收情况见表3-5。本钻孔偏移距离 3.414m，偏斜率0.86%；数字测井质量为甲级，抽水试验进行三次降深抽水,流量误差在13%之间，水位误差小于1%。止水、洗井、含水层埋藏深度、原始记录等各项指标均符合特级孔标准；抽水试验符合稳定流抽水试验质量标准的要求，抽水试验评为合格；各种样品均按照设计要求进行采取，并送到资质较高的测试单位进行测试，因而结果可信度高。封孔取样经测试质量可靠，综合评定检查孔质量为优。验 收 情 况 一 览 表表3-5孔深（m）松散层深度(m)采取率简易水文（次）实测/应测抽水试验(

13、次)钻孔封孔测 井松散层基岩395.13261.058381101/1011(合格)全封(合格)甲 级2、测井工作按设计要求，对检查孔进行了数字测井工作，使用渭南煤矿专用设备厂生产的TYSC-3Q型数字测井仪，全孔进行了比例尺为1：200的三侧向电阻率、自然电位、密度、自然伽玛、井径、简易井温、井斜等参数的测量工作，对可采煤层进行了比例尺为1：50的三侧向电阻率、自然伽玛、密度三种参数的放大测量。按施工设计要求，在相应的抽水试验层段进行了流量测井。为保证测井资料的成果质量，所测参数均在扩孔前进行。为不遗漏0.4m以上的煤层，采样间隔选用0.5m，测量速度小于900m/h，简易井温测量是在测量其

14、它参数前后，分别以20m间隔点测的方式作两次测量。井斜测量采用钻探每钻进20-30m跟踪测量的方式，流量测井以间隔2.0m的点测方式进行测量。所测参数技术条件选择合理，各参数曲线与煤岩层的物性特征吻合较好，岩煤层物性差异明显，煤层定性定厚可靠，成果质量优良。测井工程质量符合测井规范的甲级标准。四、地层及构造（一）地层检查孔揭露的地层自上而下有：第四系、上第三系、二叠系下石盒子组、山西组。现分述如下：1、第四、第三系（Q+N）第四系厚度为89.30m，以黄褐色、灰褐色、灰绿色粘土质砂、粉砂、细砂及粘土为主，细砂和粉砂均不同程度的含粘土、钙质及钙质砂礓，少量铁锰质结核。粘土可塑性较强，膨胀量大。第

15、三系埋深261.05m,厚度为171.75m，以褐黄色、红棕色及灰绿色粘土和砂层为主，含较多钙质，夹钙质粘土。底部有粘土砾石和砾石，砾石多为石英质、灰岩质，坚硬，棱角状至次棱角状，含铁锰质结核。此地层一般水平纹理较为明显，底部弱固结，可塑性较差，易崩解松散。第四、第三系粘土类厚171.05m，占总厚的68.1%；砂类厚80.0m，占总厚的31.9%。与下伏地层呈不整合接触。3、二叠系下统下石盒子组（P1xs）揭露深度从261.05m-360.85m，厚度为99.80m。顶部为深黄色灰色风化泥岩，中部为细砂岩、粉砂岩及泥岩，最下部为铝质泥岩，含菱铁鲕粒，分布不均，局部富集。含粉砂质及铁锰质。4、

16、二叠系下统山西组（P1s）埋深从360.85m-395.13m，厚度为34.28m，以泥岩、粉砂岩及细砂岩为主，灰色、少量灰绿色。（二）构造本孔未发现断层破碎带等构造迹象，地层倾角较缓，一般在120200，裂隙较发育，在泥岩中滑面较发育。五、井筒水文地质特征（一）含隔水层（组、段）划分及特征南风井检查孔穿过新生界松散层厚度261.05m。依据本检查孔钻探取芯和地球物理测井成果，同时结合矿井精查地质报告，松散层可划分出四个含水层（组）和三个隔水层（组）；二叠系地层可划分为一个含水层（段）和二个隔水层（段），各含、隔水层（组、段）划分情况见表5-1。现自上而下分述如下：1、新生界松散层含、隔水层（

17、组）（1）第一含水层（组）一般自地表垂深3-5m起，底板埋深32.95m，含水层有效厚度为11.15m。岩性主要由浅黄色、棕黄色粉砂、细砂、粘土质砂组成，其中夹6层粘土及砂质粘土，含少量钙质结核。砂层结构松散，富水性强。据农用机井抽水结果，单井涌水量达30-50m3/h，水质为重碳酸型水。一含粘质粉土含水率为22.2%，孔隙度为35.84。（2）第一隔水层（组）底板埋深62.30m，隔水层有效厚度为16.55m 。岩性主要由浅黄色、灰绿、灰白色粘土组成，其中夹二层细砂。隔水层较厚，隔水性能较好。本组粉质粘土、粘土的塑性指数为12.325.8，自由膨胀率为6079%。含隔水层（组、段）划分表表5

18、-1含 水 层 名 称底板深度(m)有效厚度(m)第四系第一含水层32.9511.15第一隔水层62.3016.55第二含水层89.3011.65上第三系第二隔水层105.5516.25第三含水层178.7032.15第三隔水层248.2069.50第四含水层261.059.75二叠系4-6煤上、下隔水层320.7549.827-8煤组顶底板含水层355.605.688煤下铝质泥岩隔水层362.607.00石炭系10煤上砂岩含水层395.137.35（3）第二含水层（组）底板埋深89.30m，含水层有效厚度为11.65m。岩性主要由浅黄色、灰绿色细砂和粘土质砂组成，间夹二层粘土层。含水层较发育

19、，含水性能较好。本组粉砂的含水率为25%，孔隙度为39.55。（4）第二隔水层（组）底板埋深105.55m，隔水层有效厚度为16.25m。岩性主要由灰绿色粘土组成，粘土质纯致密，具塑性，具铁锰质浸染及砂质,分布稳定，厚度较大，隔水性较好。本组粘土的塑性指数为24.431.9，自由膨胀率8090%。（5）第三含水层（组）底板埋深178.70m，含水层有效厚度为32.15m，岩性以浅灰、灰绿色及浅红棕色砂层为主，上部为细砂、砂岩盘和粘土质砂，下部为粉砂和粘土质砂。砂层结构松散，分选性差，厚度大，含水性较强。本组粉砂的含水率为22.122.2%，孔隙度为37.5538.23。（6）第三隔水层（组）底

20、板埋深 248.20m，隔水层有效厚度为69.50m，岩性主要由灰绿色、棕红色和灰白色粘土、钙质粘土组成。粘土可塑性好，膨胀性强，厚度大。该层分布稳定，隔水性能良好，为一良好的隔水层。由于它的存在，使其上部的地表水及一、二、三含地下水与新生界松散层第四含水层及二叠系煤层顶、底板砂岩裂隙含水层之间无水力联系。本组的粉质粘土、粘土的塑性指数为10.833.3，自由膨胀率为4090%。 (7)第四含水层（组）底板埋深261.05m，含水层有效厚度9.75m。岩性由黄褐色、灰色细砂、粘土砾石、细砂和粘土质砂组成，砾石成分为砂岩和灰岩块，呈棱角状和椭圆状。该含水层（组）直接覆盖在煤系地层之上，在天然状态

21、下通过二叠系各砂岩裂隙含水层露头带与其构成直接水力联系，但由于其粘土质含量较大，含水性不太丰富。本组的粉砂、中砂的含水率为14.517.9%，孔隙度为31.4735.06。2、二叠系煤系地层含、隔水层（段）二叠系煤系地层一般由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成，砂岩裂隙不发育，且具不均一性，一般富水性较弱，地下水主要储存和运移在风化裂隙、构造裂隙为主的裂隙网络之中，富水性受构造裂隙控制，以储存量为主。据本孔二叠系基岩混合含水层抽水试验，静止水位埋深为14.63m，平均单位涌水量为0.021l/s.m，平均k=0.10172m/d。据检查孔岩性组合，结合勘探地质报告，可划分为二个隔水层（段）及二个含水

22、层（段），现分述如下：（1）4-6煤上、下隔水层（段）底板埋深320.75m，隔水层厚度为49.82m。主要由深黄色、红棕色、灰色、浅灰色泥岩、粉砂岩和细砂岩组成。岩性致密，块状，钻探揭露时无漏水发生，为一较好的隔水层（段）。（2）7-8煤顶、底板砂岩裂隙含水层（段）底板埋深355.60m，含水层厚度为5.68m，主要由浅灰色细砂岩组成。野外施工未发生严重漏水现象。（3）8煤下铝质泥岩隔水层（段）底板埋深362.60m，隔水层厚度7.00m，主要由灰色至浅灰色铝质泥岩组成，岩性致密，钻探时未发生漏水现象，为较好的隔水层。（4）10煤上砂岩含水层（段）底板埋深395.13m，含水层厚度7.35m

23、，主要为灰色细砂岩，局部裂隙较发育，在钻探时未发生漏水现象。（二）第四系地下水（150m以浅）流向、流速根据袁店煤矿南风井检查孔地下水流速、流向测试报告，松散层150m以浅地下水流向用充电法测定为S21 08 47 ES54 50 01 E，流速为1.66-4.08m/d,详细情况见上述测试报告。（三）各含水层地下水的补给、迳流、排泄及其水力联系（1）新生界松散层第一含水层（组）上部属潜水，下部属弱承压水，为多层结构的复合含水层（组）。主要靠大气降水和地表水垂直渗透补给，水平迳流次之，循环条件良好，水位动态变化与大气降水关系密切，主要排泄途径为蒸发和人工开采。（2）新生界松散层第二含水层（组）

24、地下水该含水层由于岩性主要为细砂、粘土质砂，含水性相对较好。第一、二隔水层厚度较大，一、二、三含之间水力联系较差。（3）新生界松散层第三含水层（组）地下水该含水层为多层结构的承压含水层，以区域水平层间迳流补给为主，垂直越流补给微弱。下部第三隔水层厚度大，分布稳定，隔水性良好，致使第一、二、三含水层（组）及地表水与其下部各含水层之间无水力联系。（4）新生界松散层第四含水层（组）地下水该含水层以区域水平层间迳流为主，排泄条件及含水性较差。该含水层直接覆盖在二叠系地层之上，在天然状态下，通过二叠系煤系地层各砂岩裂隙含水层（段）露头与其有一定的相互水力联系。（5）二叠系煤系地层砂岩裂隙含水层（段）地下

25、水二叠系煤系砂岩裂隙含水层（段）由于砂岩裂隙只局部较发育，富水性较弱，地下水运动缓慢，处于封闭状态，补给排泄条件差，以储存量为主。各含水层之间都有相应的隔水层相隔，正常情况下无直接水力联系。（四）抽水试验及其成果本次按设计要求，对二迭系基岩混合含水层进行了抽水试验。采用8GS40T潜水泵抽水 ，抽水试验严格按煤炭资源地质勘探抽水试验规程执行。水位、流量误差等多项指标均符合抽水试验规程的要求，抽水试验质量综合评级为合格。抽水试验结束后，按承压完整井裘布依公式，计算了水文地质参数。取得水文地质参数比较可靠，其抽水试验情况及成果见表5-2。抽 水 试 验 成 果 表表5-2含水层名称静止水位深度(m

26、)恢复水位深度(m)水位降深（m）涌水量(l/s)单位涌水量(l/s.m)渗透系数(m/d)平均渗透系数(m/d)影响半径(m)基岩混合14.6315.2073.511.2620.0170.088110.10172218.2049.961.0170.0210.10043158.3332.500.8040.0250.11661110.98（五）流量测井及其成果为详细准确地划分含水层段，计算其水文地质参数，根据设计要求，在袁店南风井检查孔中进行了流量测井工作。使用成都地质灾害研究所研制E80113型井中测流仪，以点测的方式在观测水位稳定之后（静态）以及抽水试验过程中振动水位稳定之后（动态）各完成一

27、次测流工作，把所测各点连成曲线，依据所测曲线分析、计算得出各含水层段的水文地质参数。具体的测流施工中，测点间距一般选择5m，在流量发生显著变化时，进行加密测量，测量距加密到1.0m。结合常规测井曲线综合解释，准确划分含水层段的深度、厚度。测流井段为390301m。1、测流方法（1）在自然状态下，静止水位稳定之后，作一次静态测流。借以了解各含水层有无通过钻孔进行相互补给。（2）在抽水试验过程中，待振动水位稳定之后，做相应的动态测流。借以了解钻孔内含水层的出水位置。2、测流时间静态测流：2006年4月16日10时动态测流：2006年4月17日9时 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时 S3=32.50m 井口出水量Q=0.78l/s3、资料解释（1）在自然状态下，在静止水位为14.63m时，静态测流时未发现明显的出水部位，抽水段静态测流为“零”。（2）在抽水试验过程中，动态测流时，在抽水井段发现两个抽水部位，见表5-3。南风井检查孔流量测井情况表5-3孔号起止深度（m）降深涌水量水系状态含水段特征厚度南风检356.15353.153.0073.510.4301涌水均匀不隙式,裂隙式含水层49.960.361432.500.2700329.40320.758.6573.

29、510.809949.960.680632.500.5100参数的确定:该孔出水层段属无界承压含水层,选择水文地质参数计算公式:K=QR返算公式为R=10S式中：K渗透系数Q涌水量R影响半径r0井半径M含水层厚度S降深各含水层水力学状态的确定，依据水流方向的变化，通过下式求得：Qi=Qa-Qb式中：Qi第三层段的涌水量Qa第三层段顶部出水量Qb第三层段底部出水量若a b是沿水流方向，则：Qi>0时为吸水层段；Qi<0时为涌水层段；Qi=0时为隔水层段。计算求得的含水层水文地质参数见表5-4。本次流量测井过程中，测点布置合理，在流量变化显著的井段加密测量，并参照常规测井曲线，使含水层

30、的深度、厚度划分准确，测流成果符合规范要求，达到甲级标准。（六）各含水层（组、段）的评价1、新生界松散层第一含水层（组）流 量 测 井 成 果 表表5-4孔号起止深度（m）降深(m)涌水量(l/s)K(m/d)平均K(m/d)R(m)r0(m)静止水位(m)厚度（m）南风检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上部属潜水，下部属承压水，砂层结构松散，分布稳定，富水性较强，直接接受大气降水补给，水质较好。2、新生界松散层第二含水层（组）含水层砂层较发育，含水性能尚好，属含水性较好的孔隙承压含水层(组)。3、新生界松散层第三含水层（组）该含水层砂层厚度较大，多为细砂，结构松散，属富水性中等的孔隙承压含水层（组）。4、新生界松散层第四含水层（组）含水层厚度为9.75m，但其粘土质含量较大，主要岩性为细砂和粘土砾石，据本矿04-98孔对四含抽水,q=0.009351l/s.m，k=0.12275m/d，其含水量不太丰富，但该含水层直接覆

32、盖在二叠系地层之上，通过二叠系各砂岩裂隙含水层露头与其构成一定的水力联系。5、二叠系煤层顶、底板砂岩裂隙含水层（段）据本检查孔资料，本含水层(段)为7-8煤上下及10煤顶底板砂岩裂隙含水层（段）,为多层结构的砂岩裂隙含水层（段）。地下水主要储存和运移在以构造裂隙为主的裂隙网络之中，富水性较弱，以储存量为主，是井筒充水的直接充水含水层。据本次基岩混合抽水试验,q=0.021l/s.m，k=0.10172m/d。（七）井筒涌水量预算1、涌水量预算方法及公式的选择本次采用地下水动力学法预算井筒涌水量。当井筒水位降至含水层底板时，h0=0,地下水处于承压转无压状态，因而采用稳定流承压转无压完整井裘布依

33、水量计算公式，利用抽水试验取得的水文地质参数进行井筒涌水量预算。计算公式为：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渗透系数（m/d）M含水层厚度（m）R影响半径（m）r0井筒荒半径（m）R0井筒引用影响半径（m）2、利用抽水试验所取得水文地质参数预计井筒涌水量南风井井筒涌水量预算 （1）水文地质参数的选择利用检查孔二叠系混合含水层抽水试验所取得的平均渗透系数。K=0.10172m/d,含水层厚度M=22.19m，预计井筒水位降至含水层底板395.13m时，h0=0，S=395.13-1

34、4.63=380.50m。井筒荒半径按r0=3.00m计算。（2）井筒涌水量预算结果 利用上述参数及公式（1）、（2）、（3）预算井筒涌水量见表5-4。井筒涌水量及参数选择计算表表5-4含水层名称K(m/d)M(m)S (m)R (m)r0 (m)R0 (m)Q(m3/h)基岩混合含水层0.1017222.19380.501213.553.001216.5536.39南风井全井筒涌水量为：Q=36.39m3/h3、利用流量测井所取得的水文地质参数预算井筒涌水量（1）利用南风检流量测井所取得的参数，预计井筒水位降至含水层底板时的井筒涌水量，此时h0=0，井筒荒半径按3.00m计算。(2)井筒涌水

35、量预算结果利用上述参数及公式（1）、（2）、（3）预算井筒涌水量见表5-5。(3)利用流量测井参数预算井筒涌水量为31.71m3/h。利用抽水试验取得的参数预算井筒涌水量为36.39 m3/h，利用流量测井取得的参数预算井筒涌水量为31.71 m3/h，二者比较接近，符合本井筒水文地质情况，建议取井筒涌水量36.39 m3/h作为下一步施工的参考依据。井 筒 涌 水 量 预 算 表 表5-5含水层名称K(m/d)M(m)S(m)R(m)r0(m)R0(m)Q(m3/h)Q合计基岩混合含水层0.27483.00341.521790.293.001793.2911.4931.710.17488.6

36、5314.771316.021319.0220.22（八）井筒水文地质类型1、井筒水文地质类型划分依据原煤炭工业部1993年269号颁发的煤矿建设井筒水文地质工作规定<暂行>中的井筒水文地质条件分类方案作为本次井筒水文地质类型划分的依据。2、本井筒穿过多层含水层，第四含水层直接覆盖在煤系地层之上，二者有一定的水力联系。井筒涌水量计算结果为 36.39m3/h,水量大于30 m3/h，故南风井井筒水文地质类型定为较复杂类型。六、工程地质对井筒岩土工程地质的了解，我们采取了岩芯鉴定、土工实验、物理力学试验等方法，并对获得的资料进行综合分析。（一）松散层工程地质特征对第四、第三系松散层地

37、质特征的认识，主要通过钻探施工、岩芯鉴定及岩石土工试验实践。1、钻探施工情况施工过程中，在钻进至基岩界面附近时,粘土砾石层和钙质粘土砾石为石英质、灰岩质，钻进时特别困难，但强度不高。钙质粘土属于水敏性地层，遇水易崩解，且膨胀性较强。2、岩芯鉴定从钻探取芯看，第四系松散层未固结，粘土膨胀量大。第三系松散层未固结至弱固结，一般强度较低，新生界松散层中的粘土层，厚度较大，遇水易崩解松散。3、土工试验现场采取土工试验样53个，试验项目包括土的物理性质指标，有比重、液限、塑性指数、液化指数、压缩性、抗剪强度、膨胀量、内摩擦角等，测试结果详见土工分析测试成果表。综上所述，本孔第四第三系松散层厚度较大，且粘

38、土所占比例很大，粘土膨胀量大，井筒稳定性小，难以维护。井筒冻结难度大。（二）基岩工程地质特征对基岩段工程地质特征的认识，主要通过基岩岩芯鉴定和岩石物理力学性质试验，其内容包括物理性试验和力学性质试验。根据野外鉴定，强风化带深度为277.19m，弱风氧化带深度为282.28m。风化带岩性主要为深黄色、红棕色及灰色泥岩，风化裂隙发育，强烈风化，泥岩局部风化成粘土状，具可塑性。风化带有小裂隙，有淋滤现象，裂隙呈半开放型。风化带泥岩虽然完整性较好，但由于被风化，局部呈粘土状，具塑性，所以岩体质量较差，风化带以下的煤系地层，强度排序一般为细砂岩、粉砂岩、泥岩，强度逐渐变差，各岩层岩石力学性质详见岩石检验报告。（三）井筒工程地质类型井筒穿过新生界松散层厚度大，粘土所占比例大，对井筒冻结十分不利，基岩段以坚硬-半坚硬层状碎屑岩为主，通过对岩性特征和力学性质分析，抗压强度较低，岩体质量较差。所以井筒工