煤田水文地質(zhì)的研究成果是確定煤礦開發(fā)的先決條件，也是煤炭資源開采工作的重要安全保障，對煤炭單位安全生產(chǎn)具有重要的影響作用。然而我國煤礦開發(fā)過程中對此問題的關(guān)注程度不夠，進而導致水文地質(zhì)工作質(zhì)量下降，礦井水文地質(zhì)條件不能夠很好地查明，尤為明顯的是礦井涌水量的預測數(shù)據(jù)較實際情況出入較大，無法為后續(xù)制定礦井水害防治對策提供有力依據(jù)。分層抽水系統(tǒng)作為一種精細獲取水文地質(zhì)參數(shù)的重要技術(shù)設備，近年來已陸續(xù)在煤田水文地質(zhì)勘查領(lǐng)域得到初步應用。
我國大多數(shù)礦區(qū)煤層主要是以沉積形成的泥巖類地層為主，煤層頂?shù)装鍘r性多為泥巖、粉砂巖等，煤系富水性弱且補給強度低。進行分層抽水試驗的勘查孔多為裸眼，井內(nèi)環(huán)境復雜（井徑不規(guī)則，存在坍塌、掉塊等問題地層），鉆孔深度相較于水文孔深度較深（一般為400-1000米）且要求的取水設備揚程很大、出水量小。這對系統(tǒng)的整體止水性能、耐壓能力和配套水泵參數(shù)指標都提出了極為苛刻的要求。
通過優(yōu)化分層抽水設計、改進儀器設備、合理設置抽水層段及止水位置、控制洗井質(zhì)量和配套適宜的取水設備等工序，基本克服了煤田水文地質(zhì)分層抽水的出現(xiàn)的一些技術(shù)難題，保證分層抽水試驗的質(zhì)量，實現(xiàn)對煤礦充水含水層水文條件的精細勘查。
2018年，山東省煤田地質(zhì)局第三勘探隊使用分層抽水系統(tǒng)在陜西亭南煤礦開展分層抽水和分層觀測試驗，對礦區(qū)涌水量進行預測，通過現(xiàn)場試驗取得良好的效果。為查明洛河組內(nèi)部主要含水層段，研究含水層非均質(zhì)特征，進一步優(yōu)化礦井治水措施和煤礦白堊系洛河組含水層水害防治工作提供有力的科學依據(jù)。同時試驗結(jié)果也為亭南煤礦進一步分析煤層底板油頁巖深度及分布范圍提供真實可靠依據(jù)。
2019年，陜西省煤田地質(zhì)局一八五隊使用系統(tǒng)在陜西榆林市神木縣小保當煤礦（井深400米，靜水位76米，分13層）開展分層抽水試驗，通過取得的實驗數(shù)據(jù)對礦區(qū)多個地層進行隔水透水性能定量計算與評價，從煤體結(jié)構(gòu)特征和礦井水文地質(zhì)條件多方面進行綜合研究，揭示煤體含水層的形成與演化機制。
2019年，中煤科工集團西安研究院目前正在使用系統(tǒng)在陜西省長武縣孟村（井深532m，靜水位約為177m，分10層）和馬寨村（井深882m，靜水位約為260m，分10層）二眼井中開展抽水試驗。針對先期潛水泵在礦井分層試驗的出現(xiàn)諸多問題，通過多方協(xié)調(diào)與技術(shù)攻關(guān)，克服目前我國小流量高揚程水泵受結(jié)構(gòu)、材料、制造和裝配工藝的難題，探索出了適宜煤田孔抽水試驗的取水設備。試驗為后續(xù)獲取水文地質(zhì)基礎數(shù)據(jù)資料、重點對白堊系洛河組含水層進行精細化勘探研究、對煤層與洛河組之間地層隔水性能研究和完善礦井水情動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)奠定了良好的基礎。
該系統(tǒng)在煤田水文地質(zhì)勘探領(lǐng)域的初步應用，拓寬了設備技術(shù)應用范圍的新認識，后期我們會根據(jù)多次應用案例中出現(xiàn)問題進行總結(jié)，繼續(xù)加大系統(tǒng)關(guān)鍵部件抗壓能力、抗絕緣等級、抗疲勞等級和實用性能的研究與開發(fā)力度，提高設備的參數(shù)指標和使用極限，為水文地質(zhì)勘查試驗提供極端和復雜條件下的技術(shù)儲備和保障。
