抽水设计技术参数分析

　　1抽水设计技术参数计算抽水试验设计技术参数除了抽水孔风管浸没比外，还有抽水孔空气单位消耗量，抽水风压，出水管直径，发动机功率等。

　　11风管浸没比的计算风管浸没比指抽水工作进行状态下动水位以下风管头混合器浸没深度与离开风管头混合器的水气混合体上升高度的比值。

　　12空气单位消耗量的计算空气单位消耗量指抽水工作状态下每抽1m3水所需的压缩空气体积量（m3）。

　　13抽水风压的计算抽水开始时所需的风压称为启动风压（P0）。

　　14出水管直径的计算出水管直径指出水管与风管并列独立安装下的出水管直径（d）。

　　15发动机功率的计算发动机为空气压缩机提供动力来源，动力设备工作必须具有一定的功率要求。

　　2抽水设计技术参数分析从上述包括风管浸没比，空气单位消耗量（V），启动风压（P0），工作风压（Pn），出水管直径（d），发动机功率（N）

　　六种技术参数的计算方法中可以看出，这些技术参数计算需要预先给定一组流量与降深值，即设计动水位和设计出水量。设计出水量应由矿区调查和搜集邻区历史资料给出技术设计参考值，设计动水位应根据单井稳定流抽水试验要求按降深5~10m设计参考值。

　　由（1）式可以看出，给定设计动水位后，给出一个风管浸没深度，由（1）式可以计算出一个设计风管浸没比。

　　由设计出水量参考值从（2）式可以计算出设计空气单位消耗量（V），水气混合体中空气容量Q0为设计出水量的V倍。

　　则：单位时间水气混合体Q+Q0=vd2 /4从而由（4）式可得出设计出水管直径（d）；同样由设计动水位从（3-1），（3-2）式可以给出空压机启动风压（P0）及工作风压（Pn），抽水风压以大气压为计算单位，1个标准大气压相当于103333m水柱所产生的压力，即约为10m水柱压力。

　　由给定的设计动水位参考值可以给出水柱上升高度h，从而由（5）式计算出所需要的发动机功率（N）。

　　N（马力）=Qh/（75）=Vv/（75），上式中符号代表意义与前述相同，所得数值表示发动机完成给出速度为8~9m/s的1流量体积（l）的水*少所需要做的功。

　　3抽水风管浸没比设计技术参数水文地质意义风管的浸没深度越大，风管浸没比越大，从空气压缩机的额定风压考虑，随着抽水开始，动水位下降，浸没深度小，浸没比值变小，即随着抽水继续，水位降深加大，风管浸没比逐渐由大变小，又从上述（2），（3-1），（3-2）式可以看出，风管浸没越深，浸没比值大，空气单位消耗量越小，相同出水管，则出水量相对增加，但所需风压增大，相反，风管浸没越浅，浸没比值小，所需风压小，但空气单位消耗量大（见表1），相同出水管，则出水量相对减少，故过小的风管浸没比将使抽水出水出现不连续甚至抽不上水，通常风管浸没比值不应小于05~06，按照风管浸没深度与水柱上升高度之比（H/h），一般一应小于08~12，*好能达到15，则风管浸没比值为06，故一般要求实际风管混合器浸没位置至水柱上升顶界面（出水口）之间的高差为设计动水位至出水口之间高差的18~25倍。由于风管浸没越深，所需风压增大，受空气压缩机的额定风压限制，抽水启动风压不超过空气压缩机的额定风压，当启动风压为空气压缩机的额定风压时，从（3-1）式可以看出，风管混合器地下埋深不大于（10P0- 2）m.通过以上分析，正确设计包括抽水风管浸没比在内的抽水技术参数对抽水试验工作具有重要的意义。通过抽水试验能够获取的直接试验数据是流量与降深的对应数据对，只有设置了合适的流量和降深值，才能计算出合适的抽水设计技术参数，按照合适的抽水技术参数安装风管等技术设备，才有可能做到节省时间，降低成本，保障并提高水文地质孔抽水试验资料成果质量。所以做好抽水试验工作，既要做好前期地质水文地质工作，了解矿区自然流场水位，流量变化趋势，还必须配置合适的抽水设备，保障抽水试验工作顺利，可行，可靠。

　　4应用实例福建永定东中田地石灰石矿区在2007年补充勘探时为了了解矿区露天开采下二叠栖霞组石灰岩矿床时其自身直接含水层的富水性及其渗透性，在矿区西部施工了60'号水文地质孔，该水文孔开始使用深井泵抽水，水位降深及水位，流量稳定状态远达不到要求，抽水试验工作不成功。后改用空气压缩机进行抽水。通过抽水试验获得了矿区下二叠栖霞组石灰岩矿床自身直接含水层的渗透系数，单位涌水量等水文地质参数。下表抽水试验技术参数表是抽水试验后形成的实际技术参数。

　　从实际技术参数和设计技术参数中可以看出，随着各次抽水风管浸没比的降低，工作风压及动力设备功率逐渐降低，过高的风管浸没比造成了设计抽水风压小于实际抽水风压，还造成了实际空气单位消耗量远远大于实际扬程所对应需要消耗的空气量，增加设备负荷及浪费耗能，造成了各次抽水水位降深变小，在影响半径和流量趋于稳定的情况下，影响了目的含水层计算水文地质参数的可靠程度5结语目前许多矿区为了缩短勘探工期以及勘探成本，常常把矿区详查和勘探阶段合并，布置水文地质孔进行矿区水文地质勘探工作，往往缺少矿区在预查和普查阶段必要的自然流场水位，流量变化趋势和速率的资料，忽视水文孔抽水试验应该设计合适的抽水孔风管浸没比等抽水设计技术参数，给抽水设备，仪器的安装带来盲目性，造成抽水试验结果失真，对于正确分析评价矿区含水层水文地质特征和预测矿坑涌水量工作造成欲速而不达的后果。相反，调查搜集丰富的矿区水文地质资料以设置相对合适的抽水试验风管浸没比等技术参数，才能获得更加接近实际的矿区抽水试验资料，为分析预测矿区水文地质特征变化规律提供可靠的基础资料保障。