3-10矿区水文地质工程地质勘探规范

3-10矿区水文地质工程地质勘探规范内容摘要：

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。 描述岩芯的岩性、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、岩溶率。 单一含水层（组）的钻孔应测定孔稳定水位。 水文地质钻探 钻孔施工宜采用清水钻进，当地层破碎不能用清水钻进时，应在主要含水层或试验段（观测段）用清水钻进，若必须采用泥浆钻进时，应采取 19 有效地洗井措施。 钻孔揭露多个含水层时，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，并检查止水效果，不合格时应重新进行。 钻孔孔径视钻孔目的确定，抽水试验孔试验段孔径满足设计的抽水量和安装抽水设备为原则，一般不小于 91mm，水位观测孔观测段孔径应满足止水和水位观测的要求。 钻孔应取芯取芯钻进。 岩芯采取率：岩石大于 70％，破碎带大于 60％，粘土大于 70％，砂和砂砾层大于 50％。 当采用水文物探测井，能正确划分含（隔）水层位置和厚度时，可适当减少取芯。 钻孔的孔斜应满足选用抽水设备和水位义器的工艺要求。 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。 对底板直接或间接充水的矿床，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。 应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）。 钻孔除留作长期观测外，均应封孔，封孔方法宜结合水文地质条件和可能的开采方式研究确定。 抽水试验 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倒灌；注意观测地面塌陷、沉 20 降现象。 抽水试验方法分为稳定流和非稳定流，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。 稳定流抽水试验要求 a. 水位降深应根据试验目的和含水层富水程度 确度，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。 b. 稳定时段延续时间宜根据含水层的特征，补给条件确定。 单孔抽水试验最低不少于 8 小时，潜水层抽水、带观测孔抽水和有越流以及潮汐影响的抽水，必须适当延长。 c. 稳定时段内钻孔水位、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小 2cm。 涌水量波动相对误差；当单位涌水量大于 ／ s m时，不大小其平均值的 3％；当单位涌水量等于或小于 ／ s m 时，不大于其平均值的 5％，波动相对误差按式⑴计算： 波 动 相 对 误 差 （ ％ ） ＝)1(. . . . . . . . . .100平均值最大或最小值－平均值 d. a. 非稳定流抽水试验宜采用定流量或阶梯定 21 流量抽水，也可用定降深抽水，其降深值可参照 条执行。 b. 抽水孔水位、 流量的波动 误差可参照 条执行。 c. 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。 d. 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 忆时，应以代表性观测孔的 S（或 h2）―― lgt 曲线判定。 e. 停止抽水后，应立即观测恢复水位，观测时间参照 执行。 具有多层含水层的矿区，需要分层评价时，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。 大型抽水试验 a. 大型抽水试验宜在勘探后期进行，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。 b. 水位降深、降深次数和延续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迳流量的转经关系和矿区的水文地质边界。 c. 观测孔（点），应根据试验目的和计算方法确定。 宜布在不的富水区、参数区、边界水量交换 22 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。 d．具体观测方法应按专项设计执行。 地表水、地下水动态观测 矿区进入详查阶段即应选择代表性井、泉、钻孔、生产矿井、地表水等进行动态观测，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。 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。 连续观测时间不就于一个水文年，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。 地下水动态观测设施应采取有效措施予以保护，勘探工作结束后由生产部门继续观测。 矿坑涌水量计算 矿坑涌水量计算必须建立在正确认识矿区水文地质条 件的基础，勘探设计时应初步确定其计算方案，并在勘探过程中，随着对矿区水文地质认识深化逐步的修正和完善。 应根据矿区水文地质特征、边界条件、充水方式，建立矿区水文地质模型和数学模型，选择有代表性的参数及合理的方法计算矿区一期开拓水平的正常和最大涌水量。 需预先疏干的矿床，应计算相应水平疏干漏斗范围内的地下水储存量，必要时，估算最低开拓水平的正常和最大涌水量。 矿坑涌水量计算主要方法有：比拟法、数理 23 统计法、水均衡法、解析法、数值法和物理模拟法等。 应根据概化的矿区水文地质模型和所获得的各项水文地质参数情况选择，必须注意计算方法的使用条件，有条件时应采用几种方法计算和对比。 对计算成果应进行详细评述，推荐作为矿山一期开拓水平疏干排水设计的矿坑涌水量，分析论证计算涌水量可能偏大或偏小的原因及矿床开采后矿坑充水因素和涌水量的变化。 矿区水资料综合利用评价 对矿坑排水应对其利用的可能性及可利用程度作出评价。 矿区内有可供利用的供水水源时，应根据现有资料作出评价；矿区无可供利用的水源时，应在区域上指出供水向。 矿区内有地下热水时，应圈 定热异常范围，大致查明热水的形成条件，估算热水量，测定其化学成分，分析热水开发利用前景。 根据矿区水化学分析成果，研究赋存矿泉水的可能性，对达到 GB8537－ 87《饮用天然矿泉水》国家标准的水点，应对其利用的可能性作出初步评价，提出进一步工作的建议。 5 矿区工程地质勘探 勘探类型划分 依据矿体及围岩工程地质特征，主要工程地质问题出现层位，将矿区工程地质勘探分为四类： 第一类 松散、软弱岩类：以第四系砂、砂砾石及粘性土，或第三系弱胶结的砂质、粘土质岩石为主的 岩类。 岩体稳定性取决于岩性、岩层结构和 24 饱水情况，稳定性差。 勘探中应着重查明岩（土）体的岩性、结构及其物理力学特征。 第二类 块状岩类：以火成岩、结晶变质岩为主的岩类。 块状结构，岩体稳定性取决于构造破碎带、蚀变带及风化带的发育程度，一般岩体稳定性好。 勘探中应着重查明Ⅰ、Ⅱ级结构面（附录 D）的分布、产状、延伸情况、充填物、粗糙度及其组合关系；蚀变带的宽度、破碎程度；风化带深度及风化程度。 第三类 层状岩类：以碎屑岩、沉积变质岩、火山沉积岩为主的岩类。 层状结构、岩体各向异性，强度变化大。 岩体稳 定性主要取决于层间软弱面、软弱夹层、构造破碎及岩体风化程度。 勘探中应着重查明岩层组合特征；软弱夹层分布位置、数量、粘土矿物成分、厚度及其水理、物理力学性质。 第四类 可溶盐岩类：以碳酸盐岩为主，次为硫酸盐岩、直 等岩类。 工程地质条件一般较复杂。 勘探中应着重查明岩溶和蚀变带在空间的分布生发育程度，可溶岩的溶解性，第四系松散层和办弱层的分布、厚度、岩性、结构和物理力学性质。 根据地形、地貌、地层岩性、地质构造、岩体风化及岩溶发育程度、第四系覆盖厚度、地下水静水压力等因素，将工程地质勘探 的复杂程度划分为三型。 简单型：地形地貌条件简单，地形有利于自然排水；地层岩性单一，地质构造简单，岩溶不发育，岩体结构以整块或厚层状结构为主，岩石强度、稳定性好，不易发生矿山工程地质问题。 25 中等型：地层岩性较复杂，地质构造发育，风化及岩溶作用中等或有软弱夹层及局产破碎带和饱水砂层影响岩体稳定，局部地段易发生矿山工程地质问题。 复杂型：地层岩性复杂，岩石风化、岩溶作用强，构造破碎带发育，岩石破碎，新构造活动强烈或松散软弱层厚、含水砂层多、分布广，地下水具有较大的静水压力，矿山工程地质问 题发生的比较普遍和经常。 勘探程度要求 一般要求 在研究矿区地层岩性、厚度及分布规律的基础上，划分岩（土）体的工程地质岩组，查明对矿床开采不利的软弱岩组的性质、产状和分布。 详细查明矿区所处构造部位，主要构造方向，各级结构面的分布、产状、规律及充填、充水情况，确定结构面的级（附录 D）及主要不良优势结构面，指出其对矿床开采的影响。 详细查明矿体及围岩的岩体结构、岩体质量，参照附录 E H 对岩体质量及稳定性作出评价。 可溶岩类矿床，应详细查地溶发育主要层位、深度、发育程度和主要特征、充水、充填情况及表部覆盖层的厚度、岩性、结构特征。 详细查明岩体的风化程度、强弱风化带界面及标高、强风化带的物理力学性质。 对强蚀变矿区，应确定主要蚀变作用，圈定蚀变范围。 系统、完整地测定露采和井采影响范围内各种岩石（土）的物理力学参数。 26 矿层及其围岩含粘土的矿区，应查明粘土的成分、分布、厚度及其变化。 多年冻土区还需查明冻土类型、分布范围、温度（地温）、冰率，测定多年冻 土最大融化深度。 季融层及覆盖层剥离后多年冻土融化速度，冻土层的上、下限。 船采砂矿区，还应查明松散层砾卵石的粒级、含量及分布、底板纵向和横向坡度、岩石硬度、岸坡的岩石组成及坡度，测量砂层水上、水下安息角。 扩大延深勘探矿区，应详细调查矿床开采中已发生的各种工程地质问题，查明其产生的条件及大小。 在构造活动强烈的高地应力地区，有条件时，应专门进行地应力测量，确定最大主应力方向及大小。 边坡勘探应重点查明的问题 松散岩（土 ）类边坡：查明岩（土）层的岩性、结构；粘土岩的矿物成分、含量、分布范围、物理力学性。