新莊礦井井筒涌水量預測及圍巖綜合工程地質評價

楊 勇，付玲玲，付 玲，呂志勇

(河南省資源環(huán)境調查一院，河南 鄭州 450000)

為了給建井設計和施工提供可靠的水文地質以及工程地質參數(shù)，新莊礦進行了副井井筒檢查鉆孔、風井井筒檢查鉆孔、主檢1井筒檢查鉆孔、主檢2井筒檢查鉆孔、主檢3井筒檢查鉆孔、主檢4井筒檢查鉆孔的地質勘查任務。查明了查明地層巖性組合特征、煤層及巖(土)層的物理力學性質，煤層的瓦斯含量、各主要含水層及基巖風化裂隙帶的厚度、埋藏深度特征和水文地質條件。本文主要分析了新莊礦井井筒涌水量預測，研究可看出，進入洛河組后水量較大，施工方在掘進過程中應注意采取防水措施；并評價了圍巖綜合工程地質，井筒范圍各組段巖石的RQD值多在40%～85%，巖石的完整性為中等。

1 地質概況

1.1 地層

新莊礦井井筒施工鉆孔揭露的地層自下而上為：三疊系上統(tǒng)延長群(T3y)、侏羅系下統(tǒng)富縣組(J1f)、中統(tǒng)延安組(J2y)、直羅組(J2z)、安定組(J2a)和白堊系下統(tǒng)宜君組(K1y)、洛河組(K1l)、華池組(K1h)和第四系(Q)。地層傾角不大于7°，產狀呈微傾斜狀，傾向東。

(1)三疊系上統(tǒng)延長群(T3y)。此次施工副檢孔揭露，厚度為14.07 m。巖性為砂質泥巖、泥巖、細粒砂巖，上部為灰色泥巖，含灰綠色斑塊，下部具少量垂直裂隙。

(2)侏羅系富縣組(J1f)。此次施工副檢孔揭穿，厚度為12.67 m。巖性為泥質粉砂巖，灰色，含灰綠色斑塊，具似鮞狀結構，下部具少量垂直裂隙。與下伏上三疊統(tǒng)地層呈平行不整合接觸。

(3)侏羅系延安組(J2y)。此次施工副檢孔、風檢孔揭穿，厚度29.03～46.10 m，平均厚37.57 m。該組巖性主要為灰白色粗—細粒砂巖和灰、灰黑色粉砂巖、泥巖。其巖性特性是以河沼相砂巖、泥巖互層沉積為主，含少量炭質和黃鐵礦結核，下部為灰黑色炭質泥巖、泥巖。該組地層厚度及其變化與構造和沉積環(huán)境關系密切。該區(qū)主要可采煤層為煤8層，此次施工有2孔揭穿，厚度為7.26～8.61 m。本組地層與下伏富縣組地層和上覆直羅組地層均呈平行不整合接觸。

(4)侏羅系直羅組(J2z)。此次施工副檢孔、風檢孔揭穿，厚度31.59～46.40 m，平均厚39.00 m。該組巖性以中、細粒砂巖、砂質泥巖為主，夾灰綠、紫灰色泥巖。底部常為淺灰綠色中粗粒砂巖、含礫粗砂巖，上部泥質增多，其中夾紫灰、暗紫紅色泥巖。砂巖膠結物以鐵質為主，交錯層理發(fā)育，屬干旱—半干旱環(huán)境下的河流相及河漫灘沼澤相沉積，與下伏延安組地層為平行不整合接觸。

(5)侏羅系安定組(J2a)。此次施工副檢孔、風檢孔揭穿，厚度31.32～37.56 m，平均厚34.44 m。該組巖性為紫紅色、灰褐色泥巖、砂質泥巖夾淺紫色、藍灰色中粗粒砂巖、砂礫巖。中夾薄層中細粒砂巖和團塊狀泥巖，底部為淺灰色微綠的中粒砂巖。砂巖以長石石英砂巖為主，分選差，砂狀結構，鐵、鈣質膠結；泥巖含砂量較下伏地層高；屬干旱氣候條件下的河流三角洲相為主的沉積產物。與下伏直羅組地層為整合接觸。

(6)白堊系宜君組(K1y)。此次施工副檢孔揭穿，揭穿厚度2.80 m。該組巖性主要為粗礫巖，礫石成分由淺灰、灰綠、粉紅色石英巖、變質巖等礫石組成，礫石呈次棱角—次圓狀，礫徑3.2～7.2 cm，填隙物為中粗粒石英顆粒和少量泥質。與下伏直羅組地層為角度不整合接觸。

(7)白堊系洛河組(K1l)。此次施工副檢孔、風檢孔、主檢4揭穿，揭穿厚度435.42～458.65 m，平均厚448.23 m。該組巖性主要為棕紅、暗紅、紫紅色細—粗粒砂巖，泥質膠結，膠結欠佳，較疏松，分選中等，發(fā)育大型直線型斜層理或水平層理。中夾紫紅、灰綠色中—粗礫巖層和紫紅色泥質粉砂巖薄層，層位穩(wěn)定。與下伏宜君組地層為整合接觸。

(8)白堊系環(huán)河華池組(K1h)。此次施工副檢孔、風檢孔、主檢2、主檢3、主檢4揭穿，揭穿厚度187.47～208.14 m，平均厚198.16 m。該組巖性為灰綠、紫紅、黃灰色中、細粒砂巖、粉砂質泥巖、泥巖，呈互層狀，上部少量裂隙充填灰白色石膏細脈。與下伏洛河組地層為整合接觸。

(9)第四系(Q)。此次施工6孔揭穿，揭穿厚度58.66～210.61 m，平均厚138.57 m。該組巖性主要為灰黃、棕黃、褐黃色黃土，粉土、砂質黏土和黏土組成，含少量鈣質結核，砂質黏土、黏土含黑色鐵錳質結核，中下部夾多層砂層。與下伏地層呈角度不整合接觸。

1.2 構造

勘查區(qū)區(qū)域構造位于渭北斷隆區(qū)北緣、天環(huán)向斜東翼之慶陽單斜的南部，總體構造形態(tài)為北西方向平緩傾斜的單斜構造。

(1)羅家堡背斜。軸部位于N301-N109號孔一線，向東延伸至正寧南部勘查區(qū)內，與該區(qū)同名背斜相連。本區(qū)該背斜軸近東西向，向西傾伏，背斜兩翼產狀基本相同，北翼為6°，南翼為5°。

(2)喬家廟向斜。軸部沿N202-N102-N015號孔一線呈明顯蛇曲形分布，總體沿北東東方向延展。本區(qū)該背斜軸北東向，向西南方向傾伏。

1.3 煤層

據(jù)井檢孔揭露，侏羅系延安組在井筒附近主要為煤8層，此次施工2孔揭穿，厚7.26～8.61 m，平均7.94 m，有4～5層夾矸，2孔共取4個煤樣，6個瓦斯樣。從煤層檢驗報告分析，揮發(fā)分32.53%，煤類屬不粘煤(BN)。

2 井筒涌水量預測

副檢孔、風檢孔、主檢1、主檢2、主檢3、主檢4按技術要求和甲方意見進行了抽水試驗，在整個地層中具有代表性。沿主斜井方向施工了主檢1、主檢2、主檢3、主檢4、風檢孔5個井檢孔，未來井筒開拓依淺到深需經過第四系、華池組、洛河組、安定組、直羅組延安組地層，主斜井開拓井斜小于16°，主斜井采用“承壓—潛水完整式水平坑道”計算公式進行井筒涌水量預測。副檢孔、風檢孔為豎井，采用“井壁進水法”計算公式對井筒涌水量進行預測[1-5]。并且采用非穩(wěn)定流計算公式對副檢孔、風檢孔進行瞬時最大出水量預測，詳細步驟如下所示。

2.1 主斜井井筒涌水量預測

(1)承壓—潛水完整式水平坑道(主斜井井筒涌水量)，計算公式：

(1)

式中，K為滲透系數(shù)；B為水平坑道計算長度；S為水平坑道之水位降低；m為承壓含水層厚度；R為影響半徑。

主斜井涌水量預測結果見表1。

表1 主斜井涌水量預測結果Tab.1 Prediction results of water inflow of main inclined well

(2)主斜井井筒涌水量評價。主斜井井筒涌水量預測采用“承壓—潛水完整式水平坑道”計算公式進行計算，數(shù)據(jù)取舍恰當，公式運用合理。由計算結果可看出，洛河組水遠遠大于其他含水層井筒涌水量為未來井筒開拓的主要水患。

2.2 豎井井筒涌水量預測

(1)承壓—潛水井計算公式(副檢孔、風檢孔華池組及直羅—延安組)：

(2)

式中，K為滲透系數(shù)；M為含水層厚度；H0為靜止水位到含水層底板的距離；hw為動水位到含水層底板的距離；rw為實際井筒引用半徑；R為影響半徑。

井筒涌水量預測結果見表2。

表2 井筒涌水量預測結果Tab.2 Forecast results of wellbore water inflow

(2)井壁進水(副檢孔、風檢孔白堊系井筒涌水量預測)，計算公式：

(3)

式中，K為滲透系數(shù)；Sw為水位降深；l為過濾器長度；rw為井筒半徑。

白堊系含水層井筒涌水量預測結果見表3。

表3 白堊系含水層井筒涌水量預測結果Tab.3 Results of the budget of the wellbore water inflow in the Cretaceous aquifer

(3)Theis公式預測井筒揭露洛河組頂板最大瞬時涌水量(副檢孔、風檢孔白堊系井筒瞬時涌水量預測):

(4)

式中，s為抽水影響范圍內，任一點任一時刻的水位降深；Q為井筒涌水量；t為自抽水開始到計算時刻的時間；r為計算點到抽水井距離；u*為含水層的貯水系數(shù)(采用同類含水層給定值10-5)。

白堊系含水層井筒涌水量預測結果見表4。

表4 白堊系含水層井筒涌水量預測結果Tab.4 Results of the budget of the wellbore water inflow in the Cretaceous aquifer

2.3 預測結果評價

此次2個方面對井筒涌水量進行預測。主斜井井筒涌水量預測采用承壓—無壓完整式水平坑道公式進行井筒涌水量預測，預測結果最大井筒涌水量為564.97 m3/h。豎井華池組、洛河組、直羅—延安組砂巖含水層采用承壓—無壓完整井公式進行井筒涌水量預測，預測結果華池組、直羅—延安組最大井筒涌水量為69.67 m3/h，洛河組全斷面進水最大涌水量為2 191.05 m3/h；白堊系采用井壁進水公式(非完整井)進行井筒涌水量預測，井筒掘進至洛河組頂板時涌水量為137.49 m3/h，井筒掘進至洛河組底板時最大井筒涌水量為403.24 m3/h。洛河組砂巖含水層特點為厚度大、水壓高，揭露該含水層時井筒瞬間涌水量較大，因此采用Theis公式預測井筒揭露洛河組頂板最大瞬時涌水量，預測結果為揭露洛河組頂板時最大瞬時涌水量為1 542.13 m3/h。由以上計算結果可看出進入洛河組后水量較大，施工方在掘進過程中應注意采取防水措施。此次采用的預測公式合理，數(shù)據(jù)真實、可信，可作為下一步井筒施工的參考依據(jù)。

華能甘肅能源開發(fā)有限公司原設計采用邊開邊砌的方式進行井筒開拓，在井筒開拓至洛河組層位時，井筒瞬時出水量約1 780 m3/h，淹沒井筒，導致井筒開拓工作無法進展，后在周邊觀測孔、及附近山體自流出進行排水工作，連續(xù)2個月，排水量約235萬m3，井筒正常涌水量基本穩(wěn)定在1 650 m3/h，井筒涌水量實際情況與預測結果較為接近，繼續(xù)采用邊開邊砌的施工方式已不顯示，后經商議決定決定更換施工方式，采用大口徑冷凍井施工工藝進行施工，工藝的改變保證了工程的順利進行。

洛河組作為巨厚含水層，在本項目中預測了井筒瞬時涌水量為1 542 m3/h，10 m斷面井筒涌水量137.49 m3/h，以及全井筒涌水量2 191.05 m3/h，預測結果與實際情況接近，具有較強的指導意義。

3 工程地質評價

3.1 工程地質巖組的劃分

礦區(qū)建井地質工作的核心是研究井筒圍巖巖體的穩(wěn)定性。圍巖的穩(wěn)定性突出表現(xiàn)在巖體的分類組合上。新莊井田井筒圍巖為松散巖與碎屑巖沉積巖層。不同沉積環(huán)境下沉積巖的巖性組合、不同方向及級別結構面的發(fā)育表現(xiàn)出巖體穩(wěn)定性的復雜變化。評價圍巖穩(wěn)定性的因素很多，但起決定性作用的因素是巖組本身的特征，包括組成巖石強度，巖組結構特征和完整程度，風化程度及地下水的活動等因素。根據(jù)副檢孔、風檢孔、主檢1、主檢2、主檢3、主檢4所揭露的巖性特征，沉積環(huán)境、巖性組合、結構面發(fā)育等特征，擬對井筒巖組作如下劃分。

(1)第四系松散沉積巖組(Q)。揭露厚度58.66～210.61 m，平均厚138.57 m。上部為淺黃色、淺棕黃色黃土，夾淺棕紅色砂質黏土，局部垂直節(jié)理較發(fā)育。下部為淺棕紅色砂質黏土(古土壤)，垂直節(jié)理較發(fā)育，中下部夾多層砂層。

(2)白堊、侏羅系基巖巖組(K1+J1+2+T3)?；鶐r巖組由白堊系華池組(K1h)、洛河組(K1l)、宜君組(K1y)、侏羅系安定組(J2a)、直羅組(J2z)、延安組(J2y)、富縣組(J1f)和延長群(T3y)地層組成，是一套碎屑巖含煤建造，由泥巖、粉砂質泥巖、粉砂巖、砂巖、礫巖和煤層組成，根據(jù)該巖組的巖性組合特征，巖體結構及賦存環(huán)境，埋藏深度，可進一步劃分工程地質巖段。從巖石力學試驗成果看：巖石強度與巖石埋深無關，而與巖石膠結成分、砂巖中微裂隙、微細層理發(fā)育有關。

3.2 井筒圍巖綜合工程地質評價標準

3.2.1 工程地質評價標準

井巷工程地質核心內容是評價巖體(巖組)的穩(wěn)定性問題，巖體穩(wěn)定性取決于一系列自然因素，但主要的仍是組成巖體的巖石強度，巖體結構特征和完整性，巖體風化程度和賦存的地質環(huán)境，同時也要考慮工程特點，按下列標準進一步評價各巖組工程地質穩(wěn)定性問題。巖體質量分級見表5。

表5 巖體質量分級Tab.5 Classification of rock mass quality

巖體質量指標M可按近似公式粗略估算:

(5)

巖石堅固性等級分級標準見表6，巖石堅硬程度分類標準見表7。

表6 巖石堅固性等級分級標準Tab.6 Grading standard of rock soundness grade

3.2.2 巖、土層物理力學性質

3.2.2.1 第四系黃土層

根據(jù)巖性特征，此次工作對施工的副檢孔、風檢孔、主檢1、主檢2、主檢3、主檢4第四系采取了土樣、凍土樣，進行了常規(guī)土層的物理力學試驗及凍土物理力學試驗，試驗成果如下。

(1)粉質黏土。含水率15.4%～27.6%，稍濕—濕；上部含水率大于下部，濕密度1.64～2.07 g/cm3，孔隙比0.568～1.015，中密；塑性指數(shù)10.4%～20%，黏聚力43～93 kPa；無限抗壓強度為7～967 kPa；內摩擦角10.5°～33.5°。根據(jù)本區(qū)建筑經驗，壓縮系數(shù)a1-2=0.226～0.511 MPa，屬自重濕陷性黃土，濕陷等級多為Ⅱ—Ⅲ級，為低—中等壓縮性土。

表7 巖石堅硬程度分類標準Tab.7 Classification standard of rock hardness

(2)粉土。含水率11.9%～24.2%，稍濕—濕，上部含水率大于下部；濕密度1.63～2.05 g/cm3，孔隙比0.500～0.839，材質密實—中密；液性指數(shù)為-0.76%～0.56%，可塑；黏聚力10.0～53.0 kPa；無限抗壓強度115～751 kPa；自由膨脹率21%(小于40%)，屬不具膨脹性黃土，內摩擦角26.8°～34.7°。根據(jù)該區(qū)建筑經驗，壓縮系數(shù)a1-2=0.226～0.511 MPa，為低—中等壓縮性土。

(3)第四系黃土層。該層是井筒掘進時首先遇到的巖土層，粉土孔隙發(fā)育，壓實程度較差，力學強度低，屬自重濕陷性黃土；在井筒開鑿時容易上部地層下沉，使局部井壁失穩(wěn)坍塌，軟化引起井壁凸裂，井筒圍巖壓力大，使井壁失穩(wěn)坍塌，屬不穩(wěn)定地段。粉質黏土層壓實程度雖然較好，濕度大時力學強度高，但濕度小時力學強度降低明顯，在施工中若遇水易軟化，引起井壁凸裂，應采用快速短段掘砌的方式迅速通過，避免開挖段暴露太久。另外可以采用凍結法進行施工。

通過對主、副、風井井筒檢查鉆孔共10組樣品進行人工凍土物理力學性能的測定，獲得結果：①凍土的單軸抗壓強度隨溫度降低增加明顯，增長值介于0.26～0.42 MPa/℃，并近乎成呈線性規(guī)律增長。②凍土彈性模量隨凍結溫度的下降而增大，溫度對凍土彈性模量的影響較大。③凍土泊松比總體上隨凍結溫度的降低而減小，但影響較小。④凍土三軸剪切試驗結果表明，凍土抗剪強度隨溫度的降低而明顯增大，隨著圍壓的增加略有增長。三軸抗剪強度指標由黏聚力和內摩擦角確定，內摩擦角、內聚力與溫度有關。⑤從凍土單軸應力—應變關系曲線可以得出，凍土的破壞形態(tài)大多呈塑性破壞，堅硬狀態(tài)的凍結砂質黏土，一般近似呈脆性破壞，原狀凍結砂質黏土的應力—應變關系為應變軟化型。⑥凍土的凍脹力在1.11～1.25 MPa，凍脹率在1.12%～1.34%。屬弱凍脹土。⑦溫度、應力和時間是影響凍土蠕變的關鍵因素，設計凍結壁時，應盡量縮短凍結壁的暴露時間，以減少凍結壁的總變形量。

表8 凍土單軸抗壓強度、彈性模量、泊松比試驗成果Tab.8 Test results of uniaxial compressive strength，elastic modulus and Poisson′s ratio of frozen soil

3.2.2.2 白堊系下統(tǒng)巖組

(1)環(huán)河華池組。該組巖性由灰綠、紫紅、黃灰色中、細砂巖、粉砂質泥巖、泥巖呈互層狀，厚187.47～208.14 m，平均厚度為198.16 m。巖石傾角3°～5°，呈緩傾斜狀產出。RQD值為9%～87%，平均達到59%，巖石的完整性為中等。根據(jù)物理測試結果，該巖組巖石總體抗壓強度為25.7～63.48 MPa，巖體質量指標M為0.05～0.12，巖體質量差，屬不堅固—中等堅固巖石，巖體基本質量等級為Ⅳ類。該巖組工程地質特征較穩(wěn)定，圍巖結構分類為層間結合良好的薄層和軟硬巖層互層結構，可定為穩(wěn)定性中等偏差的Ⅲ—Ⅳ類圍巖。由于泥質巖石的強度具有很強的水敏特征，在施工中開鑿至泥巖、砂質泥巖時，應特別注意縮徑和強度變弱。

(2)洛河組。該組巖性主要為棕紅、暗紅、紫紅色細—粗粒砂巖，泥質膠結，分選中等，發(fā)育大型直線型斜層理或水平層理。中夾紫紅色泥質粉砂巖薄層，該組巖性厚度大，層位穩(wěn)定，厚435.42～458.65 m，平均厚度為448.23 m。巖石傾角4°～6°，呈緩傾斜狀產出。RQD值為0%～98%，平均62%，巖石的完整性為中等。根據(jù)物理測試結果，該巖組巖石總體抗壓強度為20.8～65.2 MPa，巖體質量指標M為0.04～0.13，巖體質量差，屬不堅固—中等堅固巖石，巖體基本質量等級為Ⅳ類。圍巖結構分類為層間結合良好的薄層和軟硬巖層互層結構，可定為穩(wěn)定性較差的Ⅳ類圍巖。未來井巷穿越該組地層有發(fā)生坍塌及向井筒內涌沙的可能，設計須考慮支護、防水、防涌沙、防坍塌等措施。永久性井筒支護建議采用大型配筋砌塊、整體澆注。

3.2.2.3 宜君組

該組巖性主要為粗礫巖，在已揭穿鉆孔中，副井厚度2.80 m，風井缺失。礫石成分由淺灰、灰綠、粉紅色石英巖、變質巖等礫石組成，礫徑3.2～7.2 cm，填隙物為中粗礫石英顆粒和少量泥質。RQD值為0，巖石的完整性為極劣的，該巖組未能采樣。據(jù)外圍資料該巖組巖石總體抗壓強度為45.9 MPa，屬中等堅固的巖石。但巖石膠結較松散，孔隙較發(fā)育，易風化和抗水浸能力差，巖體質量等級為Ⅲ—Ⅳ類，未來井巷穿越該組地層有發(fā)生坍塌及向井筒內掉石的可能?？啥榉€(wěn)定性差的Ⅳ類圍巖，設計須考慮支護、防水、防坍塌等措施。永久性井筒支護建議采用大型配筋砌塊、整體澆注。

3.2.2.4 侏羅系中統(tǒng)巖組

(1)安定組。該組巖性為灰綠、深綠、紫灰、暗紅色等雜色粉砂巖泥巖、泥質粉砂巖及中、粗砂巖。厚31.32～37.56 m，平均厚34.44 m。巖石傾角在4°～6°，呈緩傾斜狀產出。RQD值為2%～96%，平均達到72%，巖石的完整性為中等。根據(jù)物理測試結果，該巖組巖石總體抗壓強度為33.2～55.2 MPa，巖體質量指標M為0.07～0.13，巖體質量差，屬不堅固—中等堅固巖石。圍巖結構分類為層間結合良好的薄層和軟硬巖層互層結構，可定為穩(wěn)定性中等偏差的Ⅲ—Ⅳ類圍巖。未來井巷穿越該組地層有發(fā)生坍塌及向井筒內掉石的可能，設計須考慮支護、防水、防坍塌等措施。永久性井筒支護建議采用大型配筋砌塊、整體澆注。

(2)直羅組。該組巖性為粉砂質泥巖、泥質粉砂巖和砂巖，厚31.59～46.40 m，平均厚39.00 m，中夾薄層軟弱泥巖層，易風化，遇水稍有膨脹性，粉砂質泥巖、泥質粉砂巖呈中厚層狀，局部水平層理，底部為雜色粗礫巖。巖石傾角4°～6°，呈緩傾斜狀產出。RQD值為41%～100%，平均81%，該組總體巖石完整性為好的。根據(jù)物理測試結果，該巖組巖石總體抗壓強度35.1～77.2 MPa，巖體質量指標M為0.09～0.20，巖體質量差，屬中等堅固巖石。圍巖結構分類為層間結合良好的薄層和軟硬巖層互層結構，可定為穩(wěn)定性中等偏差的Ⅲ—Ⅳ類圍巖。未來井巷穿越該組地層有發(fā)生坍塌、片幫的可能。

(3)延安組。該組巖性為泥巖、粉砂質泥巖和砂巖，厚29.03～46.10 m，平均厚37.57 m。下部夾煤8層及炭質泥巖，含黃鐵礦結核及薄膜，富含植物化石，發(fā)育緩波狀層理、水平層理，遞變層理等。巖石傾角6°～7°，呈緩傾斜狀產出。RQD值為0%～92%，平均70%，巖石完整性為中等。根據(jù)物理測試結果，該巖組巖石總體抗壓強度為27.6～66.9 MPa，巖體質量指標M為0.06～0.15，巖體質量差，屬不堅固—中等堅固的巖石。圍巖結構分類為層間結合良好的薄層和軟硬巖層互層結構，可定為穩(wěn)定性中等偏差的Ⅲ—Ⅳ類圍巖。該組地層大部分巖層為中厚層狀、塊狀結構，膠結較松散，未來井巷穿越該組地層有發(fā)生坍塌掉塊的可能。

3.2.2.5 侏羅系下統(tǒng)富縣組

該組巖性為泥巖、泥質粉砂巖夾細砂巖，厚為12.67 m，灰綠色，含紫紅色斑塊，具似鮞狀結構或豆狀結構，缺少層理構造。巖石傾角6°～7°，呈緩傾斜狀產出。RQD值為72%～97%，平均83%，巖石完整性為好的。根據(jù)物理測試結果，該巖組巖石總體抗壓強度為14.3～32.8 MPa，巖體質量指標M為0.03～0.09，巖體質量差，屬不堅固巖石。圍巖結構分類為層間結合良好的薄層和軟硬巖層互層結構，屬穩(wěn)定性較差的Ⅳ類圍巖。該組地層大部分巖層為中厚層狀、塊狀結構，膠結較松散，未來井巷穿越該組地層有發(fā)生坍塌掉塊的可能。

3.2.2.6 三疊系上統(tǒng)巖組

該組巖性為泥巖、泥質粉砂巖夾細砂巖，厚12.67 m，灰綠色，含紫紅色斑塊，具似鮞狀結構或豆狀結構，缺少層理構造。巖石傾角6°～7°，呈緩傾斜狀產出。RQD值為79%～99%，平均90%，巖石完整性好。根據(jù)物理測試結果，該巖組巖石總體抗壓強度5.30～62.8 MPa，巖體質量指標M為0.02～0.19，巖體質量差—中等，屬不堅固—中等堅固巖石。圍巖結構分類為層間結合良好的薄層和軟硬巖層互層結構，可定為穩(wěn)定性中等偏差的Ⅲ—Ⅳ類圍巖。該組地層大部分巖層為中厚層狀、塊狀結構，膠結較松散，未來井巷穿越該組地層有發(fā)生坍塌掉塊的可能。

4 結語

(1)主斜井井筒涌水量預測采用承壓—潛水完整式水平坑道公式進行預測，預測結果最大井筒涌水量為564.97 m3/h。豎井華池組、洛河組、直羅—延安組砂巖孔隙、裂隙承壓水含水層采用承壓—潛水井計算公式進行井筒涌水量預測，預測結果華池組、直羅—延安組最大井筒涌水量為69.67 m3/h，洛河組全斷面進水最大涌水量為2 191.05 m3/h；白堊系采用井壁進水法(非完整井)進行井筒涌水量預測，井筒掘進至洛河組頂板時涌水量為137.49 m3/h，井筒掘進至洛河組底板時最大井筒涌水量為403.24 m3/h。洛河組砂巖含水層特點為厚度大、水壓高，揭露該含水層時井筒瞬間涌水量較大，因此采用Theis公式預測井筒揭露洛河組頂板最大瞬時涌水量，預測結果為揭露洛河組頂板時最大瞬時涌水量為1 542.13 m3/h。由以上計算結果可看出進入洛河組后水量較大，施工方在掘進過程中應注意采取防水措施。此次預測公式采用合理，數(shù)據(jù)真實、可信，可作為下一步井筒施工的參考依據(jù)。

(2)井筒各組段巖石的RQD值多在40%～85%，巖石的完整性為中等。宜君組、富縣組地層抗壓強度大多小于35 MPa，屬不堅固巖石，其余地層抗壓強度大多小于60 MPa，屬不堅固—中等堅固巖層。洛河組、宜君組、富縣組地層圍巖穩(wěn)定性分類為穩(wěn)定性較差的Ⅳ類圍巖，其余地層圍巖穩(wěn)定性分類為穩(wěn)定性中等偏差的Ⅲ—Ⅳ類圍巖。