水文工作方法提纲

水文工作方法提纲PAGEPAGE15矿区水文地质工程地质环境地质勘探的重点和基本工作方法简要提纲黄连明二00八年五月于沈阳Ⅰ矿区水文地质勘探一、查水源1、矿坑水来源（1）地下水；（2）大气降水；（3）地表水：（4）老窑水。2、工作手段（1）地表测绘；（2）简易水文；（3）水文钻探；（4）水文物探；（5）坑道调查。3、解决问题（1）划分含水层（带）；（2）确定水力联系（地表水与地下水，地下水之间）；（3）水文地质单元；（4）地下水运动特征及规律（补、径、排关系）。二、找通道1、矿体赋存规律（1）层状；（2）脉状；（3）星点块状；（4）与围岩接触关系。2、矿区构造发育规律（1）构造发育程度；（2）矿体围岩与含水层的关系；（3）断裂破碎带发育规律。3、可能充水形式（1）顶板；（2）底板；（3）含水层中；（4）断裂导水；（5）大气降水和地表水直接补充（露天采场或大破碎带导水）；（6）未封的钻孔；（7）地面塌陷。三、算水量1、准备工作（1）分析确定可能充水的来源和通道；（2）收集并研究已有资料（水文气象，长期观测，地下水，地表水的运移规律及水量）；（3）确定计算方法和采用的参数值（各种水文地质试验）。2、计算方法（1）比拟法；（2）涌水量与水位降低关系曲线法；（3）水均衡法；（4）地下水动力学法。要根据矿区水文地质条件确定预测计算方法；一般比拟法和地下水动给、径流、排泄条件，圈定矿区水文地质边界。（3）调查矿山老窿的分布。（4）对现有生产矿井和勘探坑道进行水文地质编录，系统收集生产矿井（或露天采矿场）的水文地质资料。二、钻孔简易水文地质观测与编录1、观测和详细记录钻进中涌（漏）水、掉块、塌孔、缩（扩）径、逸气、涌砂、掉钻等现象发生的层位和深度，测量涌（漏）水量，有条件时，应观测钻进中动水位和冲洗液消耗量的变化，必要时应测量稳定水位并进行简易放（注）水试验。2、描述岩心的岩性、结构构造，裂隙性质，密度，岩石的风化程度和深度以及岩溶形态、大小、充填情况、发育深度、统计裂隙率、岩溶率。3、单一含水层（组）的钻孔应测定终孔稳定水位。三、水文地质钻探1、采用清水钻进，地层破碎采用泥浆钻进时，应采取有效洗井措施。2、揭露多个含水层，应测定分层稳定水位。分层抽水试验和分层测水位的钻孔，必须严格止水。3、钻孔口径视目的而定，一般不小于91mm。观测孔要满足止水和水位观测需要。4、岩心采取率，岩石大于70%，破碎带大于60%，粘土大于70%，砂土大于50%。5、孔斜满足选用抽水设备和水位观测仪器的要求。6、钻孔控制深度以揭穿主要目的层为原则，重点控制第一期开拓水平，少数孔兼顾矿体主要储量分布标高。对底板冲水的矿床，应按勘探剖面加深控制，其深度以揭穿含水层的裂隙、岩溶发育带为原则。7、结合矿区的物性条件，选择有效的方法进行水文物探测井（含井中测流）。8、钻孔除留作长期观测孔外，均应封孔。封孔方法可结合水文地质条件和可能的开采方式研究确定。四、抽水试验1、抽水试验前应获得自然流场水位，流量变化趋势和速率的资料。试验过程中严禁抽出的水就地排放造成回渗或侧灌，注意地面塌陷、沉降现象。2、抽水方法分稳定流和非稳定流，可根据概化的水文地质模型和水文地质参数计算的要求选择。3、稳定流抽水试验要求：（1）水位降深应根据试验目的和含水层富水程度确定，应尽设备能力作一次最大降深，其值宜不小于10m；当采用涌水量与降深相关方程预测矿坑涌水量时，应进行三次水位降低。（2）稳定时段延缓时间宜根据含水层特征、补给条件确定。单孔抽水试验不少于8小时，潜水层抽水、带观测孔抽水和有越流及潮汐影响的抽水，必须延长。（3）水位、流量稳定程度应结合区域地下水动态变化确定。水位波动相对误差：抽水孔不大于1%；观测孔水位变化不大于2cm。涌水孔波动相对误差：当q>0.1L/s·m时，不大于其平均值的3%；当q≤0.1L/s·波动相对误差（%）=（最大或最小值—平均值）/平均值×100%（4）应取全取准水位下降、流量、水温和水位恢复的连续观测资料。4、非稳定流抽水试验要求（1）宜采用定流量或阶梯定流量抽水，也可用定降深抽水，其降深值可参考稳定流抽水要求执行。（2）抽水孔水位，流量的波动误差可参照稳定流抽水标准。（3）抽水孔水位，流量累计观测时间，可按对数轴上的分格点进行。（4）抽水延续时间应根据试验目的参照水位降深—时间半对数曲线S（或h2）—lgt形态确定。当曲线出现固定斜率的渐近线时，观测时间需后延续一个对数周期；有越流补给时，观测时间则需曲线经过拐点后趋于水平时为止；有观测孔时，应以代表性观测孔的S（或h2）—lgt曲线判定。（5）停抽后，应立即观测恢复水位，观测时间按3款执行。5、具有多层含水层的矿区，需分层评价时，应进行分层抽水试验。水文地质条件允许，可用井中测流方法进行混合抽水，分层求取水文地质参数。6、大型抽水试验（1）宜在勘察后期进行，必须建立在获得矿区水文地质条件和天然流场及其动态变化资料的基础上。（2）水位降深、降深次数和延缓时间视矿区水文地质条件、试验目的和计算方法确定，抽水水量应对天然流场有较大的扰动，尽可能暴露储存量与径流量的转化关系和矿区的水文地质边界。（3）观测孔（点），应根据试验目的和计算方法确定，宜布在不同的富水区、参数区、边界水量交换地段以及地表水、“天窗”、断裂带等地段。必要时外围区亦应布少数孔控制。（4）具体观测方法应按专项设计执行。五、地表水、地下水动态关系1、应选择代表性井、泉、钻孔、生产矿井、地表水等进行动态观测（详查段），勘探阶段应进一步充实和完善。观测内容包括：水位、水量、水温和水质。2、水位、水量、水温观测，一般每隔5—10天一次，雨季或急剧变化时段加密。日变幅大的地区，应选定一个时段进行微动态观测；水质一般按丰、枯季取样。连续观测时间不少于一个水文年，当勘探周期不足一年的中、小型矿床或水文地质条件简单的矿区可视矿区条件酌定。3、观测设施应采取有效保护措施，勘探结束后由生产部门继续观测。六、坑道水文地质调查1、坑道出水点的调查、部位、岩性、构造、出水性质、动态变化、沉积物、水温、水量、PH值。2、坑内漏水钻孔和出水炮眼的调查：岩石、构造、出水位置、水力性质、水量、水头高度等。3、节理、裂隙测定和分类（1）每50米测一个点，断层、破碎带、出水点测点。（2）描述岩性、产状、颜色、结构、构造和裂隙及特征。（3）裂隙分类a.按裂隙率分类：极弱裂隙率：KT小于2%弱裂隙率：KT=2-5%中等裂隙率：KT=5-10%强裂隙率：KT=10-20%极强裂隙率：KT大于20%b.按裂隙宽度分类细裂隙：宽度小于1mm小裂隙：宽度1-5mm中等裂隙：宽度5-20mm大裂隙：宽度20-100mm极大裂隙：宽度大于100mm(4)裂隙率测定方法a.测线法：在坑道壁或顶板圈定1-3平方米的面积，在此面积上画出与主要裂隙走向成正交方向的直线，一般选择5条，其间距为20厘米，测线长为1.0米，测定线段上所横切的全部裂隙宽度、其裂隙率，按下式计算：KT=∑b/L×100%式中：KT—裂隙率（%）∑b—被线段横切的裂隙总宽度（米）L—横切裂隙线段总长度（米）b.面测法：在坑道一壁选择1—3平方米的面积，测定其面积上全部裂隙的长度和宽度，用下式计算：KT=∑Lb/F×100%式中：L—裂隙长度（米）b—裂隙平均宽度（米）F—裂隙率测定的面积（平方米）4、划分岩石出水程度（1）干燥区；（2）潮湿区；（3）滴水区（弱滴）；（3）出水区（强滴）；（5）集水区。5、构造破碎带调查：产状、性质、充填物、规模、出水点、水量、做素描图、展开图。6、岩溶调查：大小、形态、方向、充填物、地下水活动情况、测定岩溶系数。面积法，公式如下：KK=∑s/F×100%式中：F—调查的面积（平方米）b—裂隙平均宽度（米）KK—岩溶系数7、老窿的调查（1）位置、标高、井径、开采范围（2）开采矿体的形态、规模、产状分布方向，各岩层厚度、产状、分布、岩溶和断裂发育情况。（3）测坑道流量，收集排水资料。（4）了解地面塌陷范围和裂隙分布方向，建筑物破环情况。（5）调查突水点和淹井事故，并分析原因。8、矿坑涌水量的观测测各中段的涌水量：对大的出水点，涌水钻孔，出水炮眼应单独测定；两个以上含水层分段测。测定方法尽量一致，不一致时应校正验算。9、采水样和水质分析（1）不同含水层（带）分别采水样，不要混合样。每中段取1—2件水样，做简分析。（2）采水样要在调查结束后一次采取，成批送交分析单位。（3）可有针对性的做一定数量的全分析，细菌分析，有害元素分析。Ⅴ矿区水文地质工程地质报告提纲一、工作概况完成工作时间，工作量，工作手段，质量评述。二、水文地质1、区域水文地质地形、地貌、水文、气象、含水层、隔水层性质及分布、富水性及补、径、排关系。2、矿区水文地质（1）矿区在水文地质单元位置、边界条件。（2）含水层条件及相关参数、分布规律：水温、水质及补、径、排条件；隔水层的分布与条件；矿体主要充水含水层及与矿层之间的关系。（3）主要构造破碎带对矿床充水的影响：构造位置、形态、相互间的组合及沟通各含水层和地表水的情况。（4）地表水对矿床充水的影响。（5）老窿水和生产井对矿床充水的影响。3、矿坑涌水量预测。4、矿区水资源综合利用评价。三、矿区工程地质1、矿区工程地质特征（1）工程地质岩组的分布、特征、物理力学性质及对矿床开采的影响；（2）矿区所在构造位置，主要构造特征及对矿床开采的影响。（3）岩体风化带、蚀变带的性质和分布范围。2、工程地质评价（1）边坡稳定性，可能发展的趋势，进行稳定性计算，建议最终边坡角。（2）井巷围岩稳固性评价，提出措施、建议。四、矿区环境地质1、评述矿区地震历史，评价区域稳定性。2、预测水质污染（地表、地下），指出保护建议；论述地表变形（地裂、塌陷、露采坑、废石堆）对地质环境的影响，矿山环保和复垦情况。3、预测疏干排水，可能引起的环境变化及地质灾害的产生，提出防治建议。4、对矿体>500m的矿区，要阐明不同深度和各构造部位的温度变化和地温梯度、分布范围、分析产生的原因。五、结论1、论述矿区类型，勘探成果能否满足规范要求，是否可作为矿山建设的依据。2、六、附图附表1、附图（1）区域水文地质图（含水文地质剖面图及柱状图）（2）矿区水文地质图（含柱状图）及水文地质剖面图（3）矿区工程地质图（含柱状图）及工程地质剖面图（4）井巷水文地质工程地质图（5）钻孔抽水试验综合成果图（6）矿床主要充水含水层地下水等水位（水压）线图（7）地下水、地表水、矿坑水动态与降水量关系曲线图（8）矿坑涌水量计算图（附剖面图）（9）钻孔工程地质综合柱状图（或典型钻孔工程地质编录柱状图）（10）代表性照片2、附表（1）钻孔静水位一览表（2）钻孔（井）抽水试验成果汇总表（3）钻孔简易水文地质工程地质综合编录一览表（4）地下水、地表水、矿坑水动态观测成果表（5）气象要素统计表（6）风化带、构造破碎带及含水层厚度统计表（7）矿坑涌水量计算表（8）井（泉）、生产矿井和老窿调查资料综合表（9）水质分析成果表（10）岩（土）样试验成果汇总表（11）工程地质动态观测资料汇总表（12）矿区环境地质调查资料汇总表注：上述附图、附表为大、中型矿区条件中等至复杂的必备的，条件简单或小型矿区可根据实际情况精简和合并。Ⅵ水、工、环矿区报告题纲矿床开采技术条件一、水文地质（一）矿区位置、地形地貌、水文、气象特征（二）矿区含（隔）水层1、孔隙潜水含水层2、基岩风化裂隙含水层3、基岩裂隙含水层4、碳酸盐类岩溶含水层5、构造破碎带含水层6、隔水层（三）地下水补给、径流、排泄条件（四）地表水特征（五）地表水和地下水的水力联系（六）矿床充水因素（含水层、地表水、构造带、老窿水。。。）（七）矿坑涌水量预测1、矿床充水边界条件的确定（充水来源、导水方式）2、预测原则，依据充水因素、边界条件、采用计算方法3、计算过程、公式、参数、结果4、矿坑涌水量预测结果说明计算量、可能最大量、需防范的问题5、矿区供水水源评价水源地位置、水量、水质、有否污染二、工程地质（一）工程地质岩相特征、结构面特征、强度分类1、松散、软弱结构岩组2、块状结构岩组3、层状结构岩组4、可溶盐岩类岩组（二）矿床稳定性评价及开采建议、边坡稳定性、井巷围岩稳定性水的影响、是否有利自然排水；风化带影响；构造影响；岩石（边坡）是否稳定；有否变破坏、地面沉降、开裂、裂陷等问题。三、环境地质地震裂度；地质灾害及开矿可能引起的问题；污染情况及可能的发展，污染源及治理意见（包括采矿后引起的污染）。四、结论及建议（一）水文地质、充水方式和通道、资源（矿体）标高与水体（地上、地下）的关系，开采时应注意的问题。（二）工程地质、不良地质作用、开矿可能引起的地质灾害。（三）环境地质、地震裂度、自然灾害、污染和发展、环境保护、开采条件所属类型。注：所附图（平面、剖面、柱状成果、曲线等值线、计算图等）表，（调查表、统计表、计算表、试验分析成果表等），可根据实际情况选择编制与大报告统一编号附后。Ⅶ、开采技术条件要求一、水文地质条件研究调查矿区地下水的补给、径流、排泄条件、确定其汇水边界；查明含（隔）水层的分布、含水性质、构造破坏与含水层间的水力联系情况，主要构造破碎带、岩溶发育带与风化带的分布及其导水性，主要充水含水层的含水性及储水性、与矿层（体）的相对位置，连通其它含水层及地表水体和老窿水的情况，地下水的水头高度、水力坡度、径流场特征和动态变化，地表水的分布、水文特征、连通主要充水含水层的可能途径及其对矿床开采的影响；确定矿床主要充水因素、充水方法和途径，建立水文地质模型，结合矿床可能的开拓方案，估算矿坑开拓水平的正常和最大涌水量以及矿区总涌水量。调查矿区及其相邻地区的供水水源条件，结合矿山排水对矿山供水总是及排供结合的可能性进行综合评价，指出矿山供水水源方向。缺水地区，应对矿坑涌水的利用价值进行评价。二、工程地质条件研究研究矿床开采区矿体及围岩的物理力学性质，岩体结构及其结构面发育程度、组合关系，评价岩体质量，调查影响矿床开采的不良工程地质岩组（风化层、软弱带、构造破碎带）的性质、产状和分布特征，结合矿山工程需要，对露天采矿场边坡的稳定性或井巷围岩及溶（熔）腔的稳定性作出初步评价，指出可能发生工程地质问题的地质体或不良地段。三、环境地质研究研究区域稳定性，矿区内历次地震活动强度及所在地区的地震烈度，老窿的分布范围、充填情况，在可能的情况下，圈定老窿（采空区）界限。查明矿区内崩塌、滑坡、泥石流、山洪、地热等自然地质作用的分布、活动性及其对矿床开采的影响，调查矿区存在的有毒（砷、汞……）、有害（热、瓦斯、游离二氧化硅等）及放射性物质的背景值，对矿床开采可能造成的危害进行评价。预测矿床疏干排水影响范围，对影响区内的生产、居民生活可能造成的影响和对生态环境、风景名胜区可能构成的危害作出评价，提出治意见。结合采矿工程，对矿床开采可能引起的地面为形破坏（地面沉隆、开裂、塌陷、崩塌、泥石流等）范围，采选矿废水排放对附近水体的污染进行预测和评价，对采矿废石的堆放与处置、利用提出建议。适于水溶、热熔、酸浸、碱浸、气化开采的矿床以及多年冻土矿床，应针对其勘查的特殊要求开展工作，具体要求在矿产分类规范中预期以明确。Ⅷ、开采技术条件各勘查阶段要求一、预查寻找的矿产与地表（下）水关系密切时，应收集、分析区域水文地质、工程地质资料，为开展下步工作提供设计依据。二、普查大致了解开采技术条件，包括区域和测区范围内的水文地质、工程地质、环境地质条件，为详查工作提供依据。对开采条件简单的矿床，可依据与同类型矿山开采条件的对比，对矿床开采技术条件作出评价；对水文地质条件复杂的矿床，应进行适应的水文地质工作，了解地下水埋藏深度、水质、水量以及近矿围岩强度等。三、详查对矿床开采可能影响的地区（矿山疏排水水位下降区、地面变形破坏区、矿山废弃物堆放场及其可能污染区）开展详细水文地质、工程地质、环境地质调查，基本查明矿床的开采技术条件。选择代表性地段对矿床充水的主要含水层及矿体围岩的物理力学性质进行试验研究，初步确定矿床充水的主（次）要含水层及其水文地质参数、矿体围岩岩体质量及主要不良层位，估算矿坑涌水量，指出影响矿床开采的主要水文地质、工程地质、环境地质问题；对矿床开采技术条件的复杂性作出评价。四、勘探对影响矿床开采的主要水文地质、工程地质、环境地质问题要详细查明。通过获取计算参数，结合矿山工程计算首采区、第一开采水平的矿坑涌水量，预测下一开采水平的涌水量；预测不良工程地段和问题；对矿区排水、开采区的地面变形破坏、矿山废水排放与矿渣堆放可能引起的环境地质问题作出评价；未开发过的新区，应对原生地质环境作出评价；老矿区则应针对已出现的环境地质问题（如放射性、有害气体、各种不良自然地质现象的展布及危害性）进行调研，找出产生和形成条件，预测其发展趋势，提出治理措施。Ⅸ、勘查类型的确定和划分按矿床开采条件分类；应遵循水文地质、工程地质、环境地质相统一、突出重点和原则，将矿床开采技术条件的类型分为3类9型。即开采技术条件简单的矿床（Ⅰ类）、开采技术条件中等的矿床（Ⅱ类）、开采技术条件复杂的矿床（Ⅲ类），除Ⅰ类只有1型外，Ⅱ、Ⅲ类中又按主要影响因素分为4型，即以水文地质问题为主的矿床（Ⅱ-1、Ⅲ-1型），以工程地质问题为主的矿床（Ⅱ-2、Ⅲ-2型），以环境地质问题为主的矿床（Ⅱ-3、Ⅲ-3型）和复合型矿床（Ⅱ-4、Ⅲ-4型）。详细分类型标准见《矿体矿产地质勘查规范总则》（GB/T13908-2002）附录。一、开采技术条件分类分3类9型。即简单的矿床为Ⅰ类；中等的为Ⅱ类；复杂的为Ⅲ类。Ⅱ、Ⅲ类又按主要影响因素分为4型。即水文地质问题为主的（Ⅱ-1、Ⅲ-1），工程地质问题为主的（Ⅱ-2、Ⅲ-2）；环境问题为主的（Ⅱ-2、Ⅲ-2）、复合型的（Ⅱ-4、Ⅲ-4）。二、工程地质岩组划分类型，分为四类第一类，松散软弱岩组；第二类，块状岩组；第三类，层状岩组；第四类，可溶盐岩类。三、复杂程度分类水文地质、工程地质、环境地质都各自分为三类，即：1、水文地质：条件简单的；条件中等的；条件复杂的。2、工程地质：简单型；中等型；复杂型。3、环境地质：质量良好；质量中等；质量不良。四、结构面分级共分Ⅰ—Ⅴ级，由断裂大→小，稳定性由弱→强五、岩石质量等级，用RQD值分等级RQD（%）质量描述岩体完整性评价Ⅰ90-100极好的岩体完整Ⅱ75-90好的岩体较完整Ⅲ50-75中等的岩体中等完整Ⅳ25-50劣的岩体完整性差Ⅴ<25极劣的岩体破碎六、含水层富水性分级1、按钻孔单位涌水量分四级2、按天然泉流量划分四级a、弱富水性：q<0.1L/s·ma、弱富水：Q＜1