煤炭详查水文地质工程地质单项设计课件

1、*煤炭详查水文地质、工程地质及环境地质单项工程施工设计*公司二一六年三月一、 工作内容根据*矿区*井田煤炭详查设计要求，本次水文地质、工程地质及环境地质工作主要包含以下三点内容：1、水工环地质测量，比例尺1:25000，测量面积80.65km2。2、水文地质钻探，施工钻孔4个，钻探工作量4300m。3、工程地质钻探，施工钻孔4个，钻探工作量4300m，水文地质钻探孔同孔。4、抽水试验，4个孔12段抽水试验。5、全分析水样，25件，其中水文地质钻孔抽水试验段12件。二、 作业依据1、*矿区*井田煤炭详查设计2、煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准（MT/T-1091-2008）3、煤矿

2、床水文地质勘查工程质量标准（MT/T-1163-2011）4、矿区水文地质勘查规范（GB12719-91）5、煤、泥炭地质勘查规范（DZ/T 0215-2002）6、供水水文地质勘查规范（GB50027-2001）7、供水管井技术规范（GB50296-99）三、 工作目的与任务总体目的任务：基本查明勘查区水文地质条件，基本查明勘查区主要可采煤层顶底板工程地质特征、煤层瓦斯、地温等开采技术条件，基本查明勘查区环境地质现状特征，对可能影响勘查区后期开发建设的水文地质条件以及其他开采技术条件做出简要评价，对勘查区环境地质现状做出初步评价。各项工作目的任务如下：1、水工环地质测量（1:25000）在*

3、预查开展了1：50000的地质填图工作的基础上,按照“1:25000”测绘精度要求，投入必要的调查工程量，基本查明勘查区近几年新建的地面采气工程、高压线、铁路、公路、绿化工程等项目建设范围和规模，基本查明近几年新建项目对勘查区地形、地貌以及自然环境的变化情况，基本查明勘查区的水文地质条件，对可能影响矿区开发建设的水文地质条件和其它开采技术条件做出评价，对勘查区环境地质条件做出初步评价。具体工作任务如下：（1）收集勘查区及邻区历年水文、气象等基础资料，收集勘查区及邻区供水水源井的流量、水位和水质等供水方面的资料，收集勘查区及邻区以往水文地质、工程地质及环境地质等地质资料；（2）基本查明勘查区地形

4、地貌特征、第四系沉积成因类型、岩性特征与分布范围；（3）基本查明勘查区含（隔）水层层数、岩性、厚度、产状与分布范围、含水层裂隙发育情况、含水层的富水性和隔水层的隔水性能等特征；（4）基本查明勘查区地下水的补径排条件、物理化学性质，基本查明各含水层之间以及地下水与地表水之间的水力联系；（5）基本查明勘查区内井、泉的分布位置、出露层位、出露方式以及流量、用途、类型、水位、水温、水质和地下水动态变化特征；（6）基本查明勘查区地表水体分布范围、水质情况、水位与洪水位的标高、补给来源等水文地质特征，特别是查明对勘查区后期开采有影响的地表水体水深、面积和蓄水量的情况，基本查明勘查区洪水淹没范围和淹没时间；

5、（7）基本查明勘查区第四系地层工程地质特征，划分工程地质岩组，详细调查软弱岩组工程地质特征及分布规律；（8）实地调查勘查区自然斜坡和人工边坡特征，研究边坡坡角、坡面形态和岩体结构之间的关系；（9）实地调查勘查区近几年正在施工和已经完工的重大人类活动工程规模以及对周围环境地质的影响。（10）调查勘查区发生或可能发生的各种自然地质灾害现象，并对其做出预测评价；（11）调查勘查区及邻区地震历史资料（地震次数、位置、烈度），指出历史上出现的最高地震烈度，对勘查区区域稳定性做出评价；（12）调查勘查区社会环境和自然环境，调查勘查区内地表水和地下水的环境背景值（污染起始值）或对照值，调查勘查区可能存在的各

6、种污染源情况，在污染源附近采取水样进行水质污染测试分析或进行大气污染测试分析，并做出相应的环境污染评价；（13）调查勘查区地质体中可能成为污染源的物质赋存状态、含量以及分布规律；（14）通过钻孔地温测量，基本确定勘查区恒温带深度、温度值以及地温梯度值；（15）勘查区内如发现放射性元素时，应就放射性元素对安全生产、环境污染影响以及其工业利用价值作出综合评价；（16）了解勘查区可能存在的其它有益矿产及其它地表赋存情况；（17）根据情况可在实际施工过程中对上述各点任务要求作适当的变更和调整；2、水文地质钻孔及抽水试验通过水文地质钻探及抽水试验工作，基本查明勘查区各含水层的水文地质特征，尤其是要查明区

7、内各主要含水岩组地下水位动态变化特征，并对可能影响矿区开发建设的水文地质开采技术条件做出评价。3、工程地质钻探通过勘查区工程地质钻探工作，基本查明区内主要可采煤层顶底板工程地质特征，基本查明主要可采煤层顶底板稳定性特征，并对区内工程地质开采技术条件做出评价。4、工作方法及技术要求1、水工环地质测量（1）本次水工环地质测量比例尺为1：25000，地形底图采用2010年完成的1:10000地形图（西安80坐标系、3度带）；（2）观测路线布置以穿越法为主，必要时辅以追索法；路线设计要根据勘查区地质，地貌条件，尽可能穿越较多的地质地貌，构造和水工环地质现象；观测点应均匀布置在水工环地质现象出露较好的地

8、段；（3）本次水工环测量设计工作量为测绘面积80.65km2、地质地貌点81个、水文地质点121个、观测路线242km，观测密度为“地质观测点1.0个/km2、水文地质观测点1.5个/km2、观测路线3.0km/km2，线距300500m”。根据实际情况观测点数及路线工作量可做适当的调整；（4）工作方法以实地调查测量为主，调查访问和资料收集研究为辅。地质地貌点按照基本观测点和一般观测点相结合的方法进行观测记录（地质地貌基本观测点密度占地质地貌观测点的30%以上），所有水工环地质观测点全部为基本观测点；（5）测绘工作正式开展前，先在勘查区内或附近选择2-3个国家三角点对准备使用的手持GPS进行参

9、数校正；（6）进入测区后，首先选择水工环地质现象出露条件较好的地段进行基准剖面的测量，详细研究勘查区地层层序和接触关系，详细研究出露水文地质点含水层层位、岩性、厚度、含水性及裂隙发育情况，并对水工环地质现象出露头点进行描述；（7）所有观测点均要使用校正后的手持GPS测定坐标（包括高程），调查内容记录在标准的野外记录本上，对于典型的或重要的水工环地质现象应附素描图或照片。记录本每页要注明调查日期、天气状况和观测点所在的详细地质；（8）地质点调查内容主要为出露地层时代、岩性、厚度、产状、结构、构造和规模等地质特征和含水层特征；第四系地质调查点内容主要为第四系地层的沉积成因、岩性结构、地层厚度、岩相

10、变化及其含水性特征；地貌点调查内容主要为观测点地貌类型、地貌成因和分布规律等特征；（9）机民井调查内容主要包括井深、水位埋深、测点高度、井中水柱高度、水文调查时气温、水质、水样采取情况、建井时间、井壁结构、井周围地层、井的出水量、取水设备、取水用途、水位动态变化情况以及机民井周围地质地貌和含水层特征等；（10）泉水调查的内容主要为泉水流量、水温、水质、出露条件、成因类型、补给来源和动态变化等；（11）地表水体（湖泊、水库、池塘）调查的内容主要为地表水体位置、面积、水深、蓄水量、水温、水质、平水位和洪水位标高、汇水面积、补给来源以及渗漏情况等；（12）河流调查主要内容有河流名称、发源地及汇入的河

11、海名称、河流宽度与深度、水位标高及坡降、流速与流量、水温与水质、河水与地下水之间的排补关系、河流的动态变化特征等；（13）洪水调查内容主要为调查点位置、洪水淹没范围、淹没时间、洪水排泄通道位置、规模以及洪水对地下水的补给能力，调查路线沿河谷或沟谷延伸方向位置；（14）根据机民井调查结果，在第四系含水层厚度较大区域选择具有代表性的水井进行简易抽水试验，抽水延续时间4h，稳定时间2h，计算第四系含水层的水文地质参数，概略了解勘查区第四系含水层的水量、水质等水文地质特征；（15）选择有代表性的水文地质点、简易抽水试验点、水文地质钻孔所有抽水层位采取水样进行水质分析。本次工作采取的水样全部进行“全分析

12、+侵蚀性CO2”项目测试，采取数量为“2.5L+0.5L”，即大桶水样进行全分析测试，小桶水样进行侵蚀性CO2项目测试。水样采取及包装运输时严格按照相关规程规范执行，水样测试应该送往资质较全、信誉较好的测试单位完成，必要时应选择个别水样送往不同的测试单位进行水样测试的外检工作，水样采取时现场要鉴定水的颜色、气味、透明度和水温、气温等物理性质，水样标签要规范化，填全应有的项目内容，特别是要注明测试项目、采样日期、采样人和采样单位；（16）水质全分析项目包括以下内容：水的物理性质、总硬度、暂时硬度和永久硬度、游离和固定及侵蚀性二氧化碳、耗氧量、干涸残渣、PH值、氯离子、硫酸根离子、重碳酸根离子、碳

13、酸根离子、硝酸根离子、亚硝酸根及镁、铁离子、钾、钠三价铁、铝、铵等离子、过锰酸钾、二氧化硅、硫化氢、固形物、碱度等项目；（17）收集勘查区附近供水水源井的流量、水位、水质以及开采利用情况，确定勘查区可能的供水方向；（18）工程地质点调查重点内容为勘查区软弱夹层及各类结构面的分布、物质组成、胶结程度、结构面的特征及组合关系、勘查区出露基岩的风化特征情况。 （19）在基岩出露较好的区域按照不同的岩组和构造部位分别进行节理裂隙数统计，测量节理裂隙的产状、宽度及延伸长度，确定勘查区优势节理裂隙发育方向；（20）实测勘查区自然斜坡和人工边坡的坡高、坡面形态和岩体结构特征；（21）调查研究勘查区及周边区域

14、曾经发生过的对矿山开发有影响的滑坡、崩塌、山洪、泥石流等地质灾害现象及其诱发原因，收集对矿区生产建设和人民生活危害较大的环境地质资料，必要时进行地质灾害现象素描或拍照；（22）重点调查研究对勘查区工程地质条件有影响的地下水露头点、含水岩层与隔水层接触界面特征、构造破碎带的水理性质。（23）调查勘查区周边生产矿井、矿山的各类工程地质问题，包括露采边坡变形特征、变形类型、形成条件、影响因素和井巷变形和破坏特征、支护情况、变形破坏与软弱层、破碎带、节理裂隙发育带等结构面的关系；（24）调查、收集地表水、地下水的环境背景值（污染起始值）或对照值；若区内有热（气）水时，初步了解其分布、控制因素、水温、流

15、量、水中气体及化学组合，了解热（气）水补给、径流、排泄条件；（25）调查研究勘查区地质体中可能成为污染的物质赋存状态、含量及其分布规律；（26）根据本次钻孔简易测温和近稳态测温结果，确定勘查区恒温带深度、温度及低温梯度值；（27）所有水工环地质测温点测量精度均应达到1:10000精度要求。2、水文地质钻探及抽水试验（1）抽水试验严格按照煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查标准（MT/T10912008）和煤矿床水文地质勘查工程质量标准（MT/T11632011）执行，所有钻孔抽水试验均要求达到合格标准以上；（2）除第四系志丹群抽水试验段下滤水管抽水外，其它抽水层段均为裸孔抽水；（3）第四系志

16、丹群抽水孔径为219mm；煤系地层抽水孔径依据抽水层位的不同，孔径为168mm或133mm,止水管径分219mm、168mm、133mm三种；（4）抽水层段一般要求清水钻进，若必须使用泥浆时，在正式抽水试验前必须采用有效洗井方法进行彻底的洗井；（5）止水方法一般选用管内注水泥浆、管外返浆的方法，止水位置根据钻孔钻探实际情况而确定；（6）岩芯采取率：比普通探煤孔相应的提高10%，对于抽水层段采取率基岩大于70%，砂砾岩和破碎带大于50%；（7）开孔前除编制探煤孔要求的钻孔技术指示书外，还必须编制水文地质钻孔预想柱状及结构图，明确水文地质钻孔钻探目的、抽水层段、止水层位、试验方法、采取技术要求以及

17、钻孔预想结构和套管预想结构等内容。（8）扩孔成井之前必须依据钻孔取芯和测井结果编制详细的“水文地质钻孔抽水试验施工设计书”，进一步明确水文地质钻孔抽水层段、含水层顶底板深度、试验目的、施工程序、钻孔结构、套管结构、止水层位和方法、洗井方法及要求、抽水设备及工具、试验方法和观测技术要求、水样采取要求和资料整理等内容；（9）成井过程中严格按照规程规范技术要求把好成井、止水和洗井质量关，并形成相关正式记录；洗井合格后根据基金管理中心要求尽抽水机械设备的最大能力做两次最大降深的试验抽水，试验抽水及水位恢复（静止水位）观测与记录同正式抽水试验要求相同；（10）正式抽水试验时尽可能做3次不同水位降深试验，

18、抽水试验按照水位降深由大到小顺序依次进行；最大降深一般不小于20m，每次降距不小于6m，且分布合理；含水层底板以上水柱高度不足10m时，可酌情减少水位降深次数，但最大降深应超过水柱高度的1/2；（11）第一次水位降深抽水试验稳定延续时间不少于24h，其余各点降深稳定延续时间应大于8h，当单位涌水量小于0.01L/sm时，可尽机械设备最大能力做一次最大降深抽水试验，其抽水延续时间应大于36小时，稳定时间要求不变。（12）抽水试验时动水位观测与流量观测同步进行，抽水初期观测时间间隔按照非稳定流抽水试验观测要求进行（即按照抽水试验开始后第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、5

19、0、60、80、100、120分钟），抽水2小时之后按照30分钟时间间隔进行观测，直至本次降深抽水试验结束；（13）正式抽水前结束后要进行静止水位和恢复水位观测工作，观测时间按照停抽后第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30分钟时间顺序进行，之后每隔30分钟观测一次，直至水位稳定；（14）抽水试验前和抽水试验过程中要经常检查测线深度标记，发现误差及时校正；（15）抽水试验应连续进行，如因客观原因抽水中断（中断前抽水试验延续时间已超过6小时）、中断时间不超过1小时，中断前的抽水试验时间仍可计入抽水延续时间之内，否则，一律作废。在抽水中断时间内，也应按照稳定或静止水位观测要求进行水位

20、观测，直至重新开始抽水为止；（16）抽水试验过程中，每隔24小时应同时观测一次水温和气温值，观测精度为0.5。如发现水温有异常，应在抽水试验结束后进行井温测量。测量气温时，温度计应放在通风、背阴处进行观测；（17）抽水试验稳定时间内水位和流量波动相对误差要求：水位降深大于5m时，水位波动相对误差1%，反之，水位波动变化小于5cm；q0.01L/sm时流量波动相对误差3%，q0.01L/sm时流量波动相对误差5%。（18）静止水位及恢复水位观测稳定标准满足以下条件之一要求即可：A.水位连续3小时稳定不变；B.水位呈单向变化，连续4小时内每小时升降不超过1cm；C.水位呈锯齿状变化，连续4小时内每

21、小时升降最大差值不超过5cm；D.采用压力表观测时，连续4小时指针不动；E.达不到上述要求，但总观测时间超过72小时的；（19）抽水过程中，应现场绘制水位和流量过程曲线、水位恢复曲线、Q=f(S)和q=f(S)关系曲线，以便及时发现抽水过程中存在的问题并加以纠正；（20）水位观测一般采用万用表和测线联合完成，自流钻孔采用压力表观测；流量观测采用三角堰堰箱测量，流量较小时可采用容积法进行；提水设备为潜水电泵或提桶；水温、气温测量采用水银温度计完成；（21）抽水前和恢复水位观测结束后，须进行孔深探测工作，孔内沉淀物不得埋没主要含水层厚度的1/5；（22）每段试验抽水工作结束前按照水样采取技术要求各

22、采取水样一组（包含2.5L全分析水样和0.5L侵蚀性CO2水样），并及时送化验室检测。侵蚀性CO2水样要加35g大理石粉；（23）抽水试验工作结束后，分别按照设计书要求进行各含水层段的地下水动态观测工作，观测时间间隔为每10d一次，雨季或急剧变化时段可适当加密，总观测时间为一个水文年；（24）地下水动态观测工作结束后，按照钻孔封孔设计要求进行全孔封闭工作，封孔质量保证可靠；3、工程地质钻探（1）钻孔工程地质编录所有工程地质钻孔（与水文地质钻孔一致）均要进行工程地质编录工作，统计岩层RQD值、岩芯采取率、节理裂隙，确定钻孔中破碎带、裂隙密集带、风氧化带与软弱夹层的位置和深度；（2）除第四系层段不取芯钻进外，其它层段均要求取芯钻进。取芯层段孔径（）要求大于108mm，岩芯直径（）大于85mm；（3）取芯钻进时严禁超尺钻进、高速钻进，提取岩芯时禁止敲打取芯，尽可能防止二次人为破坏岩芯完整性；（4）工程力学样采取及包装A.取样层段深度为主要开采煤层顶板以上30m底板以下20m。B.岩样采取按照岩性和力学性质分组进行，本区分为风化岩组、砂岩组