20xx-20xx年矿区水文地质工程地质勘探规范

20xx-20xx年矿区水文地质工程地质勘探规范内容摘要：

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Ⅱ、Ⅲ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 风华程度。 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、盐岩等岩类。 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和发育程度，可溶岩的溶解性，第四系松散层和 软弱层 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，岩石强度高，稳定性好，不易发生矿山工程地质问题。 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部破碎 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、产状与分布。 详细查明矿区所处构造部位，主要构造线方向，各级结构面的分布、产状、规模及充 填、充 水情况，确定结构面的级别 (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对岩体质量及其稳定性 作出评 价。 可溶岩类矿床，应详细查明岩溶发育主要层位、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。 11 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。 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 )、含冰率，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己发生的各种工程地质问题，查明其产生 的条件 和原因，并针对扩大延深可能产生的工程地质问题进行相应的工作。 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、 物理力学性质 (特别是抗剪切 )和水理性质，含水层的水压、透水性和岩石力学强度差异明显 的岩层 界面位置及特征。 层状岩类边坡：查明软弱夹层的层位、岩性、厚度、产状、分布；粘土矿物成分、含 量、物 理力学和水理性质：各类结构面的发育程度和组合关系 ，含水层的水压等。 块状岩类边坡：查明边坡与各类结构面的产状、组合关系、结构面的发育程度、充填 物成分、分布及物理力学性质。 剥离物强度勘探 对适宜建设特大型露天开采的矿床，应着重查明岩 (矿 )石强度的空间分布规律，为 能否采 用轮斗开采提供岩 (矿 )石的力学强度基础资料。 运用地质方法、物探测井配合岩石物理力学试验进行岩 (矿 )层对比，着重查明剖面上岩 (矿 )层层序 、岩性、厚度、结构 ； 强度变化 ； 裂隙发育程度、规模、密度、产状、 充填胶 结情 况，建立完整的地质柱状及其对比剖面。 尤其应查明硬岩“的层位、岩性、厚度、分布及 其在剥 离物中的比例。 注： 按剥离物岩石抗压强度分为 三类：第一类松散软岩类，岩石抗压强度小于 6MPa； 第二类中硬岩类，岩 石抗压强度15— 6MPa；第三类硬岩类，岩石抗压强度大于 15MPa。 勘探工程布置原则和工程量 勘探工程布置原则 勘探工程应能控制采矿工程可能影响的范围。 在详查的基础上，已确定开采方式的矿区，勘探工程的布置应结合开采方式。 12 井下开采的矿区，主要工作量应放在首采地区 (段 )，兼顾深部，根据工程地质条件复杂程度 沿矿体 走向与倾向以工程地质剖面控制。 应重视地表工程地质测绘和地质孔的岩芯编录等基础工作，在此基础上结合采矿工程需要， 布置 工程地质勘探剖面，工程地质孑 L应与地质、水文地质孔相结合，一孔多用。 露天开采矿区，边坡勘探的重点是首期开采地段的长久帮和边帮，以勘探剖面进行控制。 剥离物强度勘探，重点是首期开采地段，同时对全区作适当控制。 勘探线沿岩石强度变化的 主导 方向布置，其线距视岩 石强度均匀程度、勘探面积大小而定。 剥离物强度为第一类的矿区，可选 择少量地质水文地质钻孔取芯进行采样试验；第二类矿区线距 400～ 1 200m；第三类矿区一般只宜布 少量钻 孔进行控制。 勘探工程量，结合矿区实际情况参照表 3确定 表 3 矿区工程地质勘探工程量表 项目 工程地质条件复杂程度 简单型 中等型 复杂型 工程地质测绘比例尺 1︰ 10000～ 1︰ 2020 钻孔工程地质编录占地质孔数（ %） 10～ 20 20～ 30 30～ 50 工程地质 钻孔（个） 一般不布置 根据需要布置 工程地质剖面 1） （条） 0～ 1 2～ 3 3～ 5 室内岩（土）样 对矿体围岩不同工程地质岩组分层取样，控制到坑道底板或露天采场坑底 30～ 50m。 取样数：块状岩类及岩溶化岩类，每块岩石不少于 3 组；层状岩类每种岩石不少于3～ 5 组，每组岩块数按试验目的确定；松散岩类按岩性、厚度取样，剥离物强度勘探不受此限。 注： 1）每条勘探剖面由 3～ 5 个工程地质孔或具有工程地质编录的地质孔、水文地质孔组成。 勘探技术要求 工程地质测绘 测绘范围 以达到采矿工程可能影响的边界外 200～ 300m， 比例尺 1： 10000～ 1： 2020。 测绘内容 a．划分工程地质岩组，详细调查软弱岩组的性质、产状、分布及其工程地质特征。 、物质组成、胶结程度、结构面的特征及组合关系， 按附录 D进行分级。 c．按岩组和不同构造部位进行节理裂隙统计，测量其产状、宽度及延伸长度，编制玫瑰花 图或级 射赤平投影图，确定优势节理裂隙发育方向，参照附录 H划分岩体结构类型。 d．对矿体主要围岩的风化特征进行研究，可参照 附录 I划分岩体的强弱风化带。 e．对自然斜坡和人 工边坡进行实地测定，研究边坡坡高、坡面形态与岩体结构的关系；调查各种 物理地质现象。 在多年冻土区应着重调查融区的分布、成因以及胀丘、冰锥、地下冰层、融冻 泥石流 堆积、热融滑塌、沉陷、沼泽湿地等的特征与分布。 对含连续性冻土的矿床，还应测量冻层下 限深度， 并绘制冻 13 层底板等高线及冻层等厚线图。 f．对矿区工程地 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 水理性质进行重点调查研究。 g．详细调查生产矿井及相邻矿山的各类工程地 质问题；调查露采边坡变形特征、变形类型 、形成 条件和影响因素，井巷 变形破坏特征、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。 钻孔工程地质编录 钻孔工程地质编录内容包括：统计与描述岩芯块度，绘制岩芯块度柱状图 ； 统计节理裂隙； 确定钻孔中流砂层、破碎带、裂隙密集带、风化带与软弱夹层、岩溶发育带、蚀变带的位置和 深度； 并可按工程地质岩组用点荷载仪测定岩石力学指标。 按钻进回次测定岩石质量指标 (只 RQD)，确定不同岩组 RQD值的范围和平均值。 RQD值一般 按公式 (2)计算确定； （ 2） 式中： Lp—— 某岩组大于 10cm完整岩芯 1） 长度之和， m； Lt—— 某岩组钻探总进尺， m。 注： 1)小于 10cm 岩芯若为钻进过程中机构破碎，则应上、下对接，其长度大于 10cm 时应参与计算；当钻头内径小于 时， RQD值 作适当降低，根据经验降低 20％ ～ 50％。 根据 RQD值，按附录 E划分岩石质量等级和岩体质量等级。 坑道工程地质编录 对矿区的勘探 坑道应全部进行工程地质编录，工程地质条件简 单的矿区可适当减少，有生产 坑道时可选择典型坑道进行。 坑道工程地质 编录内容包括：对坑道所揭示的岩层划分岩组，重点观察描述软弱夹层、风化 带、构造破碎带、蚀变带、岩溶发育带的特征，分布、产状、溶蚀现象；系统采取岩 (矿 )石物理力 学试验样；统计节理裂 隙；详细描述地下水活动对井巷围岩稳固性的影响及工程地质问题发生的位置不稳定地段掘进与支护方法。 坑道变形地段必要时设置工程地质观测点，进行长期观测。 工程地质钻探 钻探深度：露采矿区宜控制到最终坡脚或坑底以下 30— 50m；井下开采矿区控制到矿 床主要 储量标高以下 30— 50m。 钻孔孔径以满足采取岩、土物理力学试验样规格为准。 要求全部取芯钻进。 岩芯采取率，可根据不同的目的确定。 应进行物探测井，结合钻探地质剖面，确定岩石风化带深度、构造破碎带 、岩溶发育带及层 间软弱夹层的分布部位。 100(% )  tPLLRQD 14 工程地质测试 勘探矿区应选 取代表性岩、土室内试样，测定其物理力学性质。 工程地质条件中等 — 复杂的 矿区，除选取代表性室内试样外，还可应用点荷载仪、携带式剪切仪进行 钻孔及野外现场测试。 室内岩 (土 )样试验项目，按开采方式、矿区实际情况，结合工程地质评价要求参照附录 J选作。 岩 (土 )样采样要求 a. 井采矿区对一期开拓水平以上矿体及其围岩按不同岩石分别采样；露采矿区应在边坡地段自上 而下分 组采样。 b. 块状、层状岩类按不同岩石采样；松散软弱岩类，若岩性较均一，厚度大于 10m 时，每 10m 采一组 样；岩性不均一时，根据岩性结构特征分层采样。 c. 块状、层状岩类可直接从岩芯采样；松散软弱岩类应利用坑道或山地工程采样，如在钻孔中取 样，则 应采取 专门取芯工具，砂砾石样应保持原级配。 d. 采样规格与数量可根据实验室的具体要求确定。 矿 区工程地质评价 矿区工程地质评价应在查明矿区工程地质条件的基础上结合开采方式 ，对边坡稳定性或井巷围岩岩体 质量给予定性和半定量的予测评价。 露采边坡稳定性评价 坚硬、半坚硬岩类 1） 边坡稳定性评价：根据边坡与各类结构面的组合关系、软弱夹层情况， 分别判断 并预测边坡可能滑动变形的地段、范围、变形的性质、滑动面、切割面的可能位置，根据需 要以类批法、经验数据法建议最终 边坡角。 注： 1)按岩石单轴极限抗压强度 (R)将岩石强度分为：坚硬的 R≥ 60MPa；半坚硬的 60MPa≥ R≥ 30hpa；软弱的 R≤ 30MPa 松散软岩类边坡稳定性评价：一般将拟建采场划分为不同的工程地质区，并分区进行稳定性 评价， 建议最终边坡角；对具有饱水砂层的边坡，应根据需要进行专门性的预先疏干试验及饱水抗剪 试验，在试验的基础上，建议边坡角。 井巷围岩岩体质量评价：宜采用两种方法对比评价，常用的方法为岩体质量系数法和岩体质量 指标法。 岩体质量系数 ： 依据公式 (3)求得岩体质量系数 Z，按附录 E2确定岩体质量优劣。 Z＝ I f S （ 3） 式中： Z— 岩体完整系数； I— 岩体完整系数 （ 无资料时可用 RQD值代替 ）； f— 结构面摩擦系数 (影响稳定的主要结构面 )； S— 岩块坚硬系数； （ 4） Rc—— 岩块饱和轴向抗压强度。 100cRS 15 岩体质量指标 (M)法，可按近似公式 (5)粗略估算： （ 5） 参照附录 E3评价岩体质量的优劣。 地下水溶开采的矿床，根据顶、底板岩 (矿 )石、夹层的物理力学性质、溶解性、膨胀性和液柱压力大小，结合开采方案综合分析，初步评价溶腔的稳固。