井巷施工水文地质勘察(hydrological geology for shaft construction)

井巷工程施工前为确定井巷施工方案而进行的水文地质勘测工作。其内容包括：水文地质补充调查；施工区水文地质观测；井巷涌水量预测；地下水水质分析；井巷防治水；施工期水文地质基础资料的编制与整理。

水文地质补充调查   根据井巷施工需要，对施工区的气象、地貌、地质、构造、地表水体、井(泉)、钻孔、岩溶等进行调查或资料收集。

施工区水文地质观测   包括地面水文地质观测和井下水文地质观测。

地面水文地质观测   一般通过收集资料获取。当矿区资料不能满足井巷施工需要时，才进行地面水文地质观测。内容包括：气象观测，地表水文观测和地下水动态观测。

(1)气象观测。一般收集施工区附近气象台(站)的观测资料。主要包括降雨量、蒸发量、气温、相对湿度、风速、风向、气压的月平均值和两极值。

(2)地表水文观测。主要对施工区内的江、河、湖、水库的水位和流量进行观测。水位测量采用水尺和自计水位计。流量测量采用浮标测流和流速仪测流法。此外，还需观测河流泛滥时洪水淹没施工区的范围和时间，以及通过施工区含水层露头及断裂构造地段的河流漏失量。

(3)地下水动态观测。对施工区所有的钻孔、井(泉)等进行观测。主要有水位、流量、水温和水质等测量。水位测量的方法有钟响法、浮标式水尺读数法。水位测量的仪器有浮标式水位计、灯显式水位计、音响式水位计、仪表式水位仪和自记水位仪，一般采用仪表式水位仪。

井下水文地质观测   对新开凿的井巷，都要及时进行水文地质观测和编录，并绘制实测水文地质剖面图或展开图。观测内容有含水层的产状(走向、倾向、倾角)、岩性、厚度、富水性及裂隙发育情况；断裂的性质、产状、宽度、断距，充填情况及透水性；出水点位置，出水时间、层位、岩性、标高、水量和涌水特征等。

井下水文地质观测应分井、分水平、分含水层设站观测。观测时间尽量与地下水水位观测时间一致。此外，还应对井下出水点进行观测。开凿竖井时，一般每延伸10m观测一次水量。开凿斜井时，斜长每进20m观测一次水量。掘进至含水层或含水量大的断裂时，应在含水层顶底板或断裂带各测一次水量。井巷涌水量测量方法有量桶容积法、巷道容积法、浮标测流法、水泵排量法、比测法和流速仪法。

井巷涌水量预测   井巷涌水量是井巷排水、疏干设计的主要依据。影响预测的基本因素是矿区水文地质条件和水文地质模型。井巷涌水量按竖井、斜井、平巷及巷道系统进行预测，预测的方法有：水文地质比拟法，涌水量与水位降深曲线法，地下水动力学法，水均衡法和数值解法。

井巷涌水条件   各种类型的水源进入掘凿工作面的过程。其形式有渗入、滴入、淋入、流入、涌入和溃入等。涌入和溃入的水量大、来势猛，亦称突水。形成井巷涌水的主要因素是：一定的水源和流入井巷的渗透通道。

井巷涌水的主要水源有：岩石空隙中的地下水，地表水和大气降水。井巷涌水的通道有岩层孔隙、裂隙、溶隙和未封闭或封闭的不良钻孔等。井巷涌水量预测，应正确选择水文地质计算参数和多种计算方法，并互相验证。水文地质计算参数包括静止水位、含水层厚度、渗透系数、给水度、弹性给水度、导水系数、导压系数、越流系数、越流参数、影响半径、引用半径和引用影响半径。

水文地质比拟法   利用已知井巷涌水量资料对新井涌水量进行预测。进行比拟的矿区其水文地质条件应相似，适用于同一矿区。可以采用上水平水量推测下水平水量。

涌水量与水位降深曲线法   根据三次抽(放)水试验资料，推测相似水文地质条件矿区的新井涌水量。一般要求：当预测降深值小于试验最大降深值的2～3倍时效果较好。此法适用于抽(放)水降深很大，含水层富水性较弱的矿区。

地下水动力学法(解析法)   是井巷涌水量预测的主要方法。即将井筒、巷道甚至整个矿井视为不同类型的集水建筑物，采用稳定和非稳定流公式进行预测。将倾角大于45^。的井巷视为垂直集水建筑物，倾角小于45^。的井巷视为水平集水建筑物，计算长度取其垂直或水平投影值。井巷系统涌水量预测，按其长宽比确定计算方法。长宽比值小于10的视为辐射流，即可将巷道系统假设为一个理想大井，称“大井法”，采用垂直集水建筑物公式进行计算，比值大于10的视为平行流，即将其概化为“水平廊道”，称“廊道法”，采用水平集水建筑物公式进行计算。

水均衡法   根据地下水动力平衡原理，预测井巷总涌水量的方法。适用于预测巷道系统涌水量和验证勘探报告提供的矿坑涌水量。此法只能预测任一边界条件的井巷总涌水量，不能预测单井涌水量。

数值解法   包括“有限元法”和“有限差分法”。适用于水文地质条件复杂矿区的井巷总涌水量和矿坑涌水量预测，可对防治水和综合利用方案进行比较。此法要求具备大量基础资料(矿区边界条件及一定数量的观测资料)。

地下水水质分析   主要是分析侵蚀性介质(包括硫酸侵蚀和碳酸侵蚀)的含量。

井巷防治水   方法有探水、疏放水和注浆堵水。

探水   探明井巷工作面前方的水情。根据井巷排水能力，有控制地将水放出或封堵。当遇到下述情况时需超前探水：当巷道接近和需要穿过富含水层、含水断裂、溶洞；巷道接近可能与江、河、湖、水库或含水层相通的断层；巷道接近未封闭或封闭不良的钻孔；掘凿工作面有明显出水征兆等。可能存在水害威胁的施工区，须坚持“有疑必探，先探后掘”的原则。

疏放水   在井巷施工前或施工中，预先用地表降水孔、地下放水巷、放水孔及明渠等降低矿区地下水位。此法适用于含水层涌水量大、水压高的矿区。疏放水分地表疏干，地下疏干和联合疏干三种方式。在进行正式疏放水前，应进行相应的试验工作。(1)地表疏干。这是在地表钻出大，口径钻孔，装设深井泵或潜水泵抽水，使地下水位降低的疏干方法，适用于含水层富水性、透水性好。，，补给条件良好的矿区。疏干深度应小于水泵的最大扬程。降水孔采取单线、双线、环形和不规则离散型布置等。(2)地下疏干。这是采用巷道、丛状放水孔及直通式放水孔等形式进行疏干的方法，适用于疏干重力水的一切含水层。(3)联合疏干。这种方法是上部采用地表疏干，下部采用地下疏干，适用于含水层埋深大，透水性上强下弱；或多层相互没有水力联系的含水层。

注浆堵水   利用泵的压力，将浆液压入地层空隙，待充实凝固后以起到堵、截补给水源或加固地层的作用。注浆前，要搜集注浆地段有关水文地质资料，编制注浆方案；注浆中，要根据灌注情况，及时修改注浆孔位置和数量；注浆后，要将获取的水文地质资料绘制成钻孔水文地质综合成果图。

施工期水文地质基础资料的编制与整理   对井巷施工中所进行的气象、地表水文观测，钻孔和井(泉)的地下水动态观测，井下水文地质钻孔资料，抽(放)水试验成果，水质分析成果，井巷突水点记录等建立相应的台账或卡片；．编制井巷涌水量及各种相关因素的动态曲线图和井巷水文地质素描图。资料整理工作贯穿井巷施工的始终。工程结束时，除上述资料应作为交工资料外，还应对防治水工作资料进行整理、移交。