1、煤礦專門水文勘探設(shè)計(jì)編寫提綱1緒論1.1勘探目的、任務(wù)、要求，編寫依據(jù)1.2煤礦位置、交通、范圍、自然地理、地形地貌、四鄰關(guān)系，煤礦開拓生產(chǎn) 現(xiàn)狀及存在的主要地質(zhì)及水文地質(zhì)問題2地質(zhì)概述地層、構(gòu)造、煤層、煤質(zhì)、瓦斯、水文、工程地質(zhì)和其他開采地質(zhì)條件等。3水文地質(zhì)勘探3.1勘探類型劃分3.1.1根據(jù)礦井主要充水、含水特征，對(duì)井田內(nèi)孔隙水、裂隙水、巖溶水及采空 區(qū)積水進(jìn)行專門勘探。3.1.2礦井充水方式可分為：直接充水、頂板間接充水和底板間接充水（一般將 鉆孔單位涌水量小于0.001L/s?m的巖層視為隔水層）。3.2探程度要求3.2.1 一般要求a）研究區(qū)域水文地質(zhì)條件，確定礦區(qū)所處水文地質(zhì)單元

2、的位置，詳細(xì)查明礦區(qū) 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件，區(qū)域地下水對(duì)礦區(qū)的補(bǔ)給關(guān)系，主要進(jìn)水通道 及其滲透性。b）詳細(xì)查明礦區(qū)含（隔）水層的巖性、厚度、產(chǎn)狀，分布范圍、埋藏條件，含水 層的富水性，煤層頂?shù)装甯羲畬拥姆€(wěn)定性。著重查明礦井主要充水含水層的富水 性、滲透性、水位、水質(zhì)、水溫、動(dòng)態(tài)變化以及地下水逕流場(chǎng)的基本特征，確定 礦井水文地質(zhì)特征。c）詳細(xì)查明對(duì)礦井充水有較大影響的構(gòu)造破碎帶的位置、規(guī)模、性質(zhì)、產(chǎn)狀、 充填與膠結(jié)程度、風(fēng)化及溶蝕特征、富水性和導(dǎo)水性及其變化、溝通各含水層以 及地表水的程度，分析構(gòu)造破碎帶可能引起突水的地段， 提出開采中防治水的建 議。d）詳細(xì)查明對(duì)礦井開采有影響的地表水

3、的匯水面積、分布范圍、水位、流量、 流速及其動(dòng)態(tài)變化、歷史上出現(xiàn)的最高洪水位、洪峰流量及淹沒范圍。詳細(xì)查明 地表水對(duì)井巷充水的方式、地段，并分析論證其對(duì)煤層開采的影響， 提出地表水 防治的建議。e）煤層與含（隔）水層多層相間的巖層，應(yīng)詳細(xì)查明開采煤層頂、底板主要充水含 水層的水文地質(zhì)特征和隔水層的巖性、厚度、穩(wěn)定性和隔水性，斷裂發(fā)育程度、 導(dǎo)水性以及溝通各含水層的情況，分析采礦對(duì)隔水層的可能破壞情況。當(dāng)深部有 強(qiáng)含水層時(shí)，應(yīng)查明主要充水含水層從底部獲得補(bǔ)給的途徑和部位。f）調(diào)查老窯的分布范圍、深度、積水和塌陷情況，大致圈定采空區(qū)，估算積水 量，提出開采中對(duì)老窯水的防治建議。322各類充水條件應(yīng)

4、著重查明的問題a）孔隙充水礦井：應(yīng)著重查明含水層的成因類型，分布、巖性、厚度、結(jié)構(gòu)、 粒度、磨圓度、分選性膠結(jié)程度、富水性、滲透性及其變化；查明流砂層的空間 分布和特征，含（隔）水層的組合關(guān)系，各含水層之間，含水層與弱透水層以及與 地表水之間的水力聯(lián)系，評(píng)價(jià)流砂層的疏干條件及降水和地表水對(duì)礦床開采的影 響。b）裂隙充水礦井：應(yīng)著重查明裂隙含水層的裂隙性質(zhì)、規(guī)模、發(fā)育程度、分布 規(guī)律、充填情況及其富水性；巖石風(fēng)化帶的深度和風(fēng)化程度；構(gòu)造破碎帶的性質(zhì)、 形態(tài)、規(guī)模、及其與各含水層和地表水的水力聯(lián)系；裂隙含水層與其相對(duì)隔水層 的組合特征。c）巖溶充水礦床：應(yīng)著重查明巖溶發(fā)育與巖性、構(gòu)造等因素的關(guān)系，

5、巖溶在空 間的分布規(guī)律、充填深度和程度、富水性及其變化，地下水主要徑流帶的分布。 以溶隙、溶洞為主的巖溶充水礦井，應(yīng)查明上覆松散層的巖性、結(jié)構(gòu)、厚度，或 上覆巖石風(fēng)化層的厚度、風(fēng)化程度及其物理力學(xué)性質(zhì)，分析在疏干排水條件下產(chǎn) 生突水、突泥、地面塌陷的可能性，塌陷的程度與分布范圍以及對(duì)礦坑充水的影 響。對(duì)層狀發(fā)育的巖溶充水礦井，還應(yīng)查明相對(duì)隔水層和弱含水層的分布。以暗河為主的巖溶充水礦井：應(yīng)著重查明巖溶洼地、漏斗、落水洞等的位置及其 與暗河之間的聯(lián)系；暗河發(fā)育與巖性、構(gòu)造等因素的關(guān)系；暗河的補(bǔ)給來(lái)源、補(bǔ) 給范圍、補(bǔ)給量、補(bǔ)給方式及其與地表水的轉(zhuǎn)化關(guān)系；暗河入口處的高程、流量 及其變化；暗河水系與

6、礦體之間的相互關(guān)系及其對(duì)礦床開采的影響。3.2.3不同充水方式的礦井應(yīng)著重查明的問題a）直接充水的礦井：應(yīng)著重查明直接充水含水層的富水性、，滲透性，地下水的 補(bǔ)給來(lái)源、補(bǔ)給邊界、補(bǔ)給途徑和地段：直接充水含水層與其他含水層、地表水、 導(dǎo)水?dāng)嗔训年P(guān)系。當(dāng)直接充水含水層裸露時(shí)，還應(yīng)查明地表匯水面積及大氣降水 的入滲補(bǔ)給強(qiáng)度。b）頂板間接充水的礦井：應(yīng)著重查明直接頂板隔水層或弱透水層的分布、 巖性、 厚度及其穩(wěn)定性、巖石的物理力學(xué)性質(zhì)和水理性質(zhì)、 裂隙發(fā)育情況、受斷裂構(gòu)造 破壞程度，研究和估算導(dǎo)水裂隙帶高度，分析主要充水含水層地下水進(jìn)入礦井的 地段。c）底板間接進(jìn)水的礦井：應(yīng)著重查明承壓含水層徑流場(chǎng)特

7、征，直接底板的巖性、 厚度及其變化，巖石的物理力學(xué)性質(zhì)和水理性質(zhì)，以及斷裂構(gòu)造對(duì)底板完整性的 破壞程度，分析論證可能產(chǎn)生的底鼓，突水的地段。3.3勘探工程布置原則及工程量331勘探工程布置原則a應(yīng)結(jié)合礦井具體條件，針對(duì)主要水文地質(zhì)問題做到有的放矢。從區(qū)域著眼， 立足礦井、把井田和區(qū)域的地下水，地表水和大氣降水作為統(tǒng)一系統(tǒng)進(jìn)行研究。應(yīng)重視水文地質(zhì)測(cè)繪和鉆孔簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)與編錄等基礎(chǔ)工作， 配合地面物探 或井中物探，因地制宜地進(jìn)行適當(dāng)規(guī)模的抽水試驗(yàn)， 運(yùn)用多種勘探手段，加強(qiáng)綜 合分析研究，從而查明礦井的水文地質(zhì)條件及主要充水因素。b）水文地質(zhì)勘探鉆孔，應(yīng)盡量構(gòu)成剖面，既控制地下水天然流場(chǎng)的補(bǔ)給、

8、徑流、 排泄各個(gè)地段；又要控制開采后流場(chǎng)變化，特別是進(jìn)水通道地段。c）群孔抽水試驗(yàn)，主孔宜布在主要充水含水層的富水段或強(qiáng)逕流帶上。必須有 足夠的觀測(cè)孔（點(diǎn)），觀測(cè)孔布置必須建立在系統(tǒng)整理、研究各勘探資料的基礎(chǔ)上， 根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康模牡刭|(zhì)分區(qū)情況，礦井涌水量計(jì)算方案等要求確定，應(yīng)盡可能 利用地質(zhì)勘探鉆孔、地下水天然或人工露頭作為觀測(cè)孔 （點(diǎn)）。3.3.2 勘探工程量a各類型水文地質(zhì)勘探所需的基本工程量應(yīng)結(jié)合礦井的具體情況確定，以滿足相應(yīng)的勘探程度要求為原則。b）鄰近礦井有水文地質(zhì)條件相似的水文地質(zhì)資料時(shí)可借鑒利用。3.4勘探技術(shù)要求3.4.1水文地質(zhì)測(cè)繪a水文地質(zhì)測(cè)繪以查明勘探區(qū)域水體的補(bǔ)給、徑

9、流、排泄條件和水體可能影響 的范圍及補(bǔ)給邊界、充水因素、水文地質(zhì)邊界條件等為重點(diǎn)。b）水文地質(zhì)測(cè)繪比例尺，區(qū)域一般采用1 : 50000-1 ： 10000;礦區(qū)一般采用1 :100001 : 2000。c）水文地質(zhì)測(cè)繪一般在地質(zhì)測(cè)繪的基礎(chǔ)上進(jìn)行，應(yīng)全面搜集和充分利用航（衛(wèi)） 片解釋、區(qū)域水文地質(zhì)普查和相鄰礦井的資料。d）水文地質(zhì)測(cè)繪應(yīng)全面收集礦井及周邊歷年的水文、氣象資料；詳細(xì)調(diào)查地形 地貌、地下水的天然和人工露頭及其水化學(xué)特征、巖溶發(fā)育情況、第四系松散層 的形成與分布、地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件，圈定水文地質(zhì)邊界；調(diào)查古井 老窯的分布：對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井或勘探坑道進(jìn)行水文地質(zhì)編錄， 系統(tǒng)收集

10、生產(chǎn)礦井 （或露天采礦場(chǎng)）的水文地質(zhì)資料。342鉆孔簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)與編錄a）觀測(cè)和詳細(xì)記錄鉆進(jìn)中涌（漏）水、掉塊、塌孔、縮（擴(kuò)）徑、逸氣、涌砂、掉鉆等現(xiàn)象發(fā)生的層位和深度，測(cè)量涌（漏）水量，有條件時(shí)，應(yīng)觀測(cè)鉆進(jìn)中動(dòng)水位和 沖洗液消耗量的變化，必要時(shí)應(yīng)測(cè)量穩(wěn)定水位并進(jìn)行簡(jiǎn)易放（注 ）水試驗(yàn)。b）描述巖芯的巖性、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、裂隙性質(zhì)、密度、巖石的風(fēng)化程度和深度以及巖溶形態(tài)、大小、充填情況、發(fā)育深度，統(tǒng)計(jì)裂隙率、巖溶率。c）單一含水層（組）的鉆孔應(yīng)測(cè)定終孔穩(wěn)定水位。3.4.3水文地質(zhì)鉆探a）鉆孔施工宜采用清水鉆進(jìn)，當(dāng)?shù)貙悠扑椴荒苡们逅@進(jìn)時(shí)，應(yīng)在主要含水層 或試驗(yàn)段（觀測(cè)段）用清水鉆進(jìn)，若必須采用泥

11、漿鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)采取有效地洗井措施。b）鉆孔揭露多個(gè)含水層時(shí)，應(yīng)測(cè)定分層穩(wěn)定水位；分層抽水試驗(yàn)和分層測(cè)水位 的鉆孔，必須嚴(yán)格止水，并檢查止水效果，不合格時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行。c）鉆孔孔徑視鉆孔目的確定，抽水試驗(yàn)孔試驗(yàn)段孔徑以滿足設(shè)計(jì)的抽水量和安 裝抽水設(shè)備為原則，一般不小于91mm，水位觀測(cè)孔觀測(cè)段孔徑應(yīng)滿足止水和水 位觀測(cè)的要求。d）鉆孔應(yīng)取芯鉆進(jìn)。巖芯采取率：巖石大于 70%，破碎帶大于60%，粘土大于 70%，砂和砂礫層大于50%。當(dāng)采用水文物探測(cè)井，能正確劃分含（隔）水層位置 和厚度時(shí)，可適當(dāng)減少取芯。e）鉆孔的孔斜應(yīng)滿足選用抽水設(shè)備和水位觀測(cè)儀器的工藝要求。f）鉆孔控制深度以揭穿主要目的層為原則

12、，重點(diǎn)控制第一期開拓水平，少數(shù)孔兼顧礦體主要儲(chǔ)量分布標(biāo)高。對(duì)底板直接或間接充水的礦床，應(yīng)按勘探剖面加深 控制，其深度以揭穿含水層的裂隙、巖溶發(fā)育帶為原則。g） 應(yīng)結(jié)合勘探區(qū)域物性條件，選擇有效的方法進(jìn)行水文物探測(cè)井（含井中測(cè)流）h）鉆孔除留作長(zhǎng)期觀測(cè)外，均應(yīng)封孔，封孔方法宜結(jié)合水文地質(zhì)條件和可能的 開采方式研究確定。344抽水試驗(yàn)a）抽水試驗(yàn)前應(yīng)獲得自然流場(chǎng)水位、流量變化趨勢(shì)和速率的資料；試驗(yàn)過程中， 嚴(yán)禁抽出的水就地排放造成回滲或倒灌；注意觀測(cè)地面塌陷、沉降現(xiàn)象。b）抽水試驗(yàn)方法分為穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流，可根據(jù)概化的水文地質(zhì)模型和水文地 質(zhì)參數(shù)計(jì)算的要求選擇。c）穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)要求水位降深應(yīng)根據(jù)

13、試驗(yàn)?zāi)康暮秃畬痈凰潭却_定，應(yīng)盡設(shè)備能力作一次最大降深，其值宜不小于10m；當(dāng)采用涌水量與降深相關(guān)方程預(yù)測(cè)礦坑涌水量時(shí)，應(yīng)進(jìn) 行三次水位降低。穩(wěn)定時(shí)段延續(xù)時(shí)間宜根據(jù)含水層的特征， 補(bǔ)給條件確定。單孔抽水試驗(yàn)最低不 少于8小時(shí)，替水層抽水、帶觀測(cè)孔抽水，必須適當(dāng)延長(zhǎng)。穩(wěn)定時(shí)段內(nèi)鉆孔水位、流量穩(wěn)定程度應(yīng)結(jié)合區(qū)域地下水動(dòng)態(tài)變化確定。 水位波 動(dòng)相對(duì)誤差：抽水孔不大于1 %;觀測(cè)孔水位變化不大于2cm。涌水量波動(dòng)相對(duì) 誤差：當(dāng)單位涌水量大于0.1L/s.m時(shí)，不大于其平均值的3%;當(dāng)單位涌水量等 于或小于0.1L/s.m時(shí)，不大于其平均值的5%,波動(dòng)相對(duì)誤差按式（1）計(jì)算：抽水試驗(yàn)過程中應(yīng)取全取準(zhǔn)水

14、位下降、流量、水溫和水位恢復(fù)的連續(xù)觀測(cè)資料。波動(dòng)相對(duì)誤差（）最大或最小值 平均值平均值100d）非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)要求非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)宜采用定流量或階梯定流量抽水，也可用定降深抽水，其降深值可參照c）條執(zhí)行。抽水孔水位、流量的波動(dòng)誤差可參照 444.3 （3）條執(zhí)行。抽水孔水位、流量累計(jì)觀測(cè)時(shí)間，可按對(duì)數(shù)軸上的分格點(diǎn)進(jìn)行。抽水延續(xù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康膮⒄账唤瞪钜粫r(shí)間半對(duì)數(shù)曲線 S或 h2）Igt形 態(tài)確定，當(dāng)曲線出現(xiàn)固定斜率的漸近線時(shí)， 觀測(cè)時(shí)間需后延續(xù)一個(gè)對(duì)數(shù)周期； 有 越流補(bǔ)給時(shí)，觀測(cè)時(shí)間則需曲線經(jīng)過拐點(diǎn)后趨于水平時(shí)為止； 有觀測(cè)孔時(shí)，應(yīng)以 代表性觀測(cè)孔的S（或 h2）lgt曲線判定。停止抽

15、水后，應(yīng)立即觀測(cè)恢復(fù)水位，觀測(cè)時(shí)間參照444.4 （3）執(zhí)行e）具有多層含水層的礦區(qū)，需要分層評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行分層抽水試驗(yàn)。水文地質(zhì)條件允許，可用井中測(cè)流方法進(jìn)行混合抽水，分層求取水文地質(zhì)參數(shù)。f）大型抽水試驗(yàn)大型抽水試驗(yàn)宜在勘探后期進(jìn)行，必須建立在獲得礦區(qū)水文地質(zhì)條件和天然流 場(chǎng)及其動(dòng)態(tài)變化資料的基礎(chǔ)上。水位降深、降深次數(shù)和延續(xù)時(shí)間視礦區(qū)水文地質(zhì)條件、試驗(yàn)?zāi)康暮陀?jì)算方法確 定。抽水水量應(yīng)對(duì)天然流場(chǎng)有較大的擾動(dòng)，盡可能暴露儲(chǔ)存量與逕流量的轉(zhuǎn)化關(guān) 系和礦區(qū)的水文地質(zhì)邊界。觀測(cè)孔（點(diǎn)），應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮陀?jì)算方法確定。宜布在不同的富水區(qū)、參數(shù)區(qū)、 邊界水量交換地段以及地表水、“天窗”、斷裂帶等地段，必

16、要時(shí)外圍區(qū)亦應(yīng)布少 數(shù)孔控制。具體觀測(cè)方法應(yīng)按專項(xiàng)設(shè)計(jì)執(zhí)行。345地表水、地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)a）觀測(cè)內(nèi)容包括：水位、水量、水溫和水質(zhì)等。b）水位、水量、水溫觀測(cè)，一般每隔510天一次，雨季或急劇變化時(shí)段加密。 日變幅大的地區(qū)，應(yīng)選定一個(gè)時(shí)段進(jìn)行微動(dòng)態(tài)觀測(cè)；水質(zhì)一般按豐、枯季取樣。 連續(xù)觀測(cè)時(shí)間不少于一個(gè)水文年，當(dāng)勘探周期不足一年的中、小型礦床或水文地 質(zhì)條件簡(jiǎn)單的礦區(qū)可視礦區(qū)條件酌定。c）地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)設(shè)施應(yīng)采取有效措施予以保護(hù)，勘探工作結(jié)束后由生產(chǎn)部門 繼續(xù)觀測(cè)。3.5礦井涌水量計(jì)算3.5.1礦井涌水量計(jì)算必須建立在正確認(rèn)識(shí)礦井水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，勘探設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)初步確定其計(jì)算方案，并在勘探過程中

17、，隨著對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)條件認(rèn)識(shí)的 深化逐步的修正和完善。3.5.2應(yīng)根據(jù)礦井水文地質(zhì)特征、邊界條件、充水方式，建立礦區(qū)水文地質(zhì)模型 和數(shù)學(xué)模型，選擇有代表性的參數(shù)及合理的方法計(jì)算礦區(qū)一期開拓水平的正常和 最大涌水量。需預(yù)先疏干的區(qū)域，應(yīng)計(jì)算相應(yīng)水平疏干漏斗范圍內(nèi)的地下水儲(chǔ)存 量，必要時(shí)，估算最低開拓水平的正常和最大涌水量。3.5.3礦井涌水量計(jì)算主要方法有：比擬法、數(shù)值法、大井法、和物理模擬法等 應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)模型和所獲得的各項(xiàng)水文地質(zhì)參數(shù)情況選擇，必須注意計(jì)算方法的使用條件，有條件時(shí)應(yīng)采用幾種方法計(jì)算和對(duì)比。3.5.4對(duì)計(jì)算成果應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)評(píng)述，推薦作為礦井一期開拓水平疏干排水設(shè)計(jì)的 礦井涌水量

18、，分析論證計(jì)算涌水量可能偏大或偏小的原因及礦床開采后礦坑充水 因素和涌水量的變化。3.6礦井水資源綜合利用評(píng)價(jià)3.6.1對(duì)礦井排水應(yīng)對(duì)其利用的可能性及可利用程度做出評(píng)價(jià)。3.6.2井田內(nèi)有可供利用的供水水源時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有資料做出評(píng)價(jià)；井田無(wú)可供 利用的水源時(shí)，應(yīng)指出供水方向。4結(jié)論論述此次水文地質(zhì)專項(xiàng)勘探成果是否滿足規(guī)范要求，能否作為礦井生產(chǎn)建設(shè)的依 據(jù)；簡(jiǎn)述此次水文地質(zhì)專項(xiàng)勘探的問題結(jié)論，指出勘探工作中存在的主要問題， 提出下步工作的意見及建議。5附圖5.1礦井綜合水文地質(zhì)圖5.2綜合水文地質(zhì)柱狀圖5.3礦井水文地質(zhì)剖面圖5.4礦井充水性圖5.5采掘工程平面圖5.6鉆孔抽水試驗(yàn)綜合成果圖5.7礦井涌水量與相關(guān)因素動(dòng)