矿区水工环勘查(皮建高).doc

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矿区水文地质工程地质勘查 湖南省地质矿产勘查开发局 皮建高 1、概述 1.1 矿区水工环勘查工作的基本任务 ⑴ 查明矿区水文地质条件及矿床充水因素,预测矿坑涌水量。对矿床水资源综合利用进行评价,指出供水水源方向。 ⑵ 查明矿区的工程地质条件,评价露天采矿场岩体质量和边坡的稳定性,或井巷围岩的岩体质量和稳固性,预测可能发生的主要工程地质问题。 ⑶ 评述矿区的地质环境质量,预测矿床开发可能引起的主要环境地质问题,并提出防治的建议。 1.2 勘查工作阶段划分及其工作程度要求 矿区水文地质工程地质勘查和环境地质调查评价的阶段划分与矿产地质勘查工作阶段相适应,分为普查,详查和勘探三个阶段。对于水文地质和工程地质条件简单的矿区,勘查阶段可简化或合并。 ⑴ 普查阶段结合矿产普查进行,对于已进行过区域水文地质工程地质普查的地区,其资料可直接利用或只进行有针对性的补充调查,大致查明工作区的水文地质工程地质和环境地质条件。 ⑵ 详查阶段基本查明矿区的水文地质工程地质和环境地质条件,为矿床初步技术经济评价、矿山总体建设规划和矿区勘探设计提供依据。 ⑶ 勘探阶段详细查明矿区水文地质工程地质条件,评价地质环境,为矿床的技术经济评及矿山建设可行性研究和设计提供依据。 1.3 勘区水工环勘查的工作程序 ⑴ 接受任务 ⑵ 收集资料,现场踏勘 ⑶ 根据任务书、勘查阶段及有关规范,编写勘查设计书(方案) ⑷ 设计(方案)报(审)批 ⑸ 按审查批准的勘查设计书逐步开展野外测绘、物探、钻探、试验等工作 ⑹ 勘查中需要变更设计,应按报批设计的有关程序进行 ⑺ 接受主管部门或委托单位的监督和野外验收。 ⑻ 进行室内资科综合整理,编制图件,编写勘查报告。 ⑼ 成果上报主管部门和委托单位,经审批后交付使用。 ⑽ 原始资料与成果报告建档、归档,并接受资料主管部门的验收。 1.4 主要参考规范 ⑴矿区水文地质工程地质勘探规范GB127191991 ⑵矿山地质环境影响评估技术规范(DB43/T304-2006) ⑶区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范(GB/T 1415893); ⑷水文地质手册(地质出版社,1983年8月); ⑸工程地质手册(第四版)(中国建筑工业出版社,2007年2月); ⑹工程岩体分级标准(GB5021894)。 ⑺ 岩土工程勘察规范(GB500021-2001) 2、矿区水文地质勘查 2.1 勘查范围的确定 勘查范围宜包括一个完整的水文地质单元,当水文地质单元面积过大时,应包括疏干排水可能影响的范围。 2.2 矿区水文地质勘查工作的主要内容 ⑴ 研究区域水文地质条件,确定矿区所处水文地质单元的位置,详细查明矿区地下水的补给、径流、排泄条件,区域地下水对矿区的补给关系,主要进水通道及其渗透性。 ⑵ 详细查明矿区含隔水层的岩性、厚度、产状,分布范围、埋藏条件,含水层的富水性,矿床顶底板隔水层的稳定性。着重查明矿床主要充水含水层的富水性、渗透性、水位、水质、水温、动态变化以及地下水迳流场的基本特征,确定矿区水文地质边界。 ⑶ 详细查明对矿坑充水有较大影响的构造破碎带的位置、规模、性质、产状、充填与胶结程度、风化及溶蚀特征、富水性和导水性及其变化、沟通各含水层以及地表水的程度,分析构造破碎带可能引起突水的地段,提出开采中防治水的建议。 ⑷ 详细查明对矿床开采有影响的地表水的汇水面积、分布范围、水位、流量、流速及其动态变化、历史上出现的最高洪水位、洪峰流量及淹没范围。详细查明地表水对井巷充水的方式、地段,并分析论证其对矿床开采的影响,提出地表水防治的建议。 ⑸ 调查老窿的分布范围、深度、积水和塌陷情况,大致圈定采空区,估算积水量,提出开采中对老窿水的防治建议。 ⑹ 对有热水、气有害气体,下同的矿床,应基本查明热水,气的分布、压力、温度、梯度、流量,大致查明热水、气的来源及其控制因素,有害气体成分及其浓度,地热盖层的厚度,热异常区的范围、温度及热水、气对矿床开采的影响。 2.3 矿区水文地质复杂程度划分 2.3.1划分依据 根据主要矿体与当地侵蚀基准面的关系,地下水的补给条件,地表水与主要充水含水层水力联系密切程度,主要充水含水层和构造破碎带的富水性、导水性、第四系覆盖情况以及水文地质边界的复杂程度,进行复杂程度划分。 2.3.2复杂程度划分 ⑴ 简单型(第一型,水文地质条件简单的矿床) 主要矿体位于当地侵蚀基准面以上,地形有利于自然排水,矿床主要充水含水层和构造破碎带富水性弱至中等,或主要矿体虽位于当地侵蚀基准面以下,但附近无地表水体,矿床主要充水含水层和构造破碎带富水性弱,地下水补给条件差,很少或无第四系覆盖,水文地质边界简单。 ⑵ 中等型(第二型,水文地质条件中等的矿床) 主要矿体位于当地侵蚀基准面以上,地形有自然排水条件,主要充水含水层和构造破碎带富水性中等至强,地下水补给条件好;或主要矿体位于当地侵蚀基准面以下,但附近地表水不构成矿床的主要充水因素,主要充水含水层、构造破碎带富水性中等,地下水补给条件差,第四系覆盖面积小且薄,疏干排水可能产生少量塌陷,水文地质边界较复杂。 ⑶ 复杂型(第三型,水文地质条件复杂的矿床) 主要矿体位于当地侵蚀基准面以下,主要充水含水层富水性强,补给条件好,并具较高水压;构造破碎带发育,导水性强且沟通区域强含水层或地表水体;第四系厚度大、分布广,疏干排水有产生大面积塌陷、沉降的可能,水文地质边界复杂。 含水层富水性分级标准的确定有三种 ⑴按钻孔单位涌水量(q)富水性分为以下四级 a. 弱富水性q<0.1L/s.m; b. 中等富水性0.1L/s.m<q≤1.0L/s.m; c. 强富水性1.0L/s.m<q≤5.0L/s.m; d. 极强富水性q>5.0L/s.m。 应特别注意评价含水层的富水性时,钻孔单位涌水量应以口径91mm,抽水水位降深10m为准,若口径、降深与上述不符时,应进行换算再比较富水性。 2按天然泉水流量含水层富水性划分以下四级 a. 弱富水性Q<1.0L/s; b. 中等富水性1.0L/s<Q≤10.0L/s; c. 强富水性10.0L/s<Q≤50.0L/s; d. 极强富水性Q>50.0L/s。 ⑶ 按实际矿坑涌水量大小分 (参考矿山地质环境影响评估技术规范(DB43/T304-2006)) 复杂矿坑涌水量800m3/h 中等矿坑涌水量800m3/h 简单矿坑涌水量2 mm。观测路线在图上的间距一般为2~3cm,观测点的间距一般1~3 cm,或图面0.25~1个点/cm2,其密度不要均匀分布,应按复杂程度适应加密或减稀。 2.4.2 钻孔简易水文地质观测与编录 ⑴ 钻孔简易水文工程地质观测 所有的施工钻孔均要求进行。由钻孔施工单位对施工的所有钻孔均进行观测和详细记录钻进过程中的涌水、漏水、掉块、塌孔、缩径、扩径、卡钻、埋钻、掉钻、涌沙、逸气等现象发生的位置深度,测量涌(漏)水量和涌水水头高度。观测记录钻进过程中每一回次的起、下钻动水位和冲洗液消耗量,并记录起、下钻动水位观测的间隔时间。遇休假、交接班或处理事故等停钻时间较长时,开钻前必须测量孔内水位。要求使用钻孔岩心鉴定记录表、岩心统计表、钻孔简易水文地质观测记录表、钻孔止水记录表、钻孔止水检查记录表等专门表格进行观测记录。 ⑵ 钻孔岩心水文工程地质编录 要求详细观察和描述岩芯的岩性名称、颜色、结构、构造、硬度、岩石风化程度、裂隙性质、密度、充填情况、发育深度、统计裂隙率;地下水活动情况。 ⑶ 坑道水文工程地质编录 要求与地质编录同时进行,自坑道口开始分别按层位、岩性详细观察和描述岩性名称、颜色、结构、构造、硬度、岩石风化程度、节理裂隙性质、密度、充填情况、统计裂隙率、岩体完整破碎程度、岩石块度形状、大小、顶壁稳定程度、变形破坏情况及地下水活动情况。绘制老硐水文工程地质素描图。 ⑷ 钻孔水文地质编录工作量要求 钻孔水文地质编录工作量取决于勘查阶段、矿床主要充水含水层类型、水文地质条件复杂程度。具体如下 孔隙水、裂隙充水为主的矿床钻孔水文地质编录工作量要求 表1 项目 孔隙充水为主的矿床 裂隙充水为主的矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 比例() 普查、详查 全部钻孔 勘探 10~20 30~40 50~60 30~40 50~60 70~80 岩溶充水为主的矿床钻孔水文地质编录工作量要求 表2 项 目 溶蚀裂隙充水为主的 岩溶充水矿床 溶洞充水为主的 岩溶充水矿床 暗河充水 为主的矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 复杂 比例() 普查、详查 全部钻孔 勘探 50~60 60~70 80~90 60~70 70~80 80~90 80~90 2.4.3 水文地质钻探与抽水试验 水文地质钻探及抽水试验工作量取决于勘探阶段、矿床主要充水含水层类型、水文地质条件复杂程度。 水文地质勘探钻孔,应尽量构成剖面,既控制地下水天然流场的补给、径流、排泄各个地段;又要控制开采后流场变化,特别是进水通道地段。 群孔抽水试验,主孔宜布在主要充水含水层的富水段或强迳流带上。必须有足够的观测孔点,观测孔布置必须建立在系统整理、研究各勘探资料的基础上,根据试验目的,水文地质分区情况,矿坑涌水量计算方案等要求确定,应尽可能利用地质勘探钻孔、地下水天然或人工露头作为观测孔(点)。 (1)水文地质剖面数 以孔隙裂隙充水为主的矿床水文地质勘探剖面要求 项 目 孔隙充水为主的矿床 裂隙充水为主的矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 水文地质 剖面数(条) 详查 0~1 1~2 2~4 0~1 1~2 2~3 勘查 1~2 2~3 4~6 1~2 2~3 3~5 以岩溶水充水为主的矿床水文地质勘探剖面要求 项 目 溶蚀裂隙充水为主的 岩溶充水矿床 溶洞充水为主的 岩溶充水矿床 暗河充水为主的岩溶充水矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 复杂 水文地质剖面数(条) 详查 0~1 1~2 2~4 0~1 1~2 2~4 3~5 勘探 1~2 2~3 3~5 1~2 2~3 3~5 5~7 (2)对加深揭露底板充水含水层钻孔要求 孔隙裂隙充水为主的矿床 项目 孔隙充水为主的矿床 裂隙充水为主的矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 加深揭露底板充水含水层钻孔(个) 详查、勘探 各水文地质剖面不少于3个 岩溶充水为主的矿床 类 型 工 作 量 项 目 溶蚀裂隙充水为主的 岩溶充水矿床 溶洞充水为主的 岩溶充水矿床 暗河充水为主的岩溶充水矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 复杂 加深揭露底板充水含水层钻孔(个) 详查、勘探 各水文地质剖面不少于3个 各水文地质剖面不少于3个 (3)分层静止水位观测孔数(个) 类 型 工 程 量 项 目 孔隙裂隙充水为主的矿床 孔隙充水为主的矿床 裂隙充水为主的矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 分层静止水位观测孔数(个) 详查、勘探 全部水文地质孔 全部水文地质孔 岩溶充水为主的矿床 类 型 工 作 量 项 目 溶蚀裂隙充水为主的 岩溶充水矿床 溶洞充水为主的 岩溶充水矿床 暗河充水为主的岩溶充水矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 复杂 分层静止水位观测孔数(个) 详查、勘探 全部水文地质孔 全部水文地质孔 (4)抽水试验 孔隙裂隙充水为主的矿床 类 型 工 程 量 项 目 孔隙充水为主的矿床 裂隙充水为主的矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 抽水试验 单孔(个) 详查 2~3 3~5 1~2 2~3 勘查 0~2 0~2 1~2 2~3 多孔(组) 详查 2~3 1~2 勘查 1~2 1 群孔(组) 详查 勘查 1~2 1 岩溶充水为主的矿床 类 型 工 作 量 项 目 溶蚀裂隙充水为主的 岩溶充水矿床 溶洞充水为主的 岩溶充水矿床 暗河充水为主的岩溶充水矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 复杂 抽水试验 单孔(个) 详查 2~3 3~5 3~5 5~7 根据实际条件和需要确定 勘探 0~2 1~2 2~3 0~2 2~3 2~3 多孔(组) 详查 1~2 1~2 勘探 1~2 1~2 群孔(组) 勘探 1~2 1~2 (7)连通试验 岩溶充水为主的矿床水文地质工作基本工程量表 类 型 工 作 量 项 目 溶蚀裂隙充水为主的 岩溶充水矿床 溶洞充水为主的 岩溶充水矿床 暗河充水为主的岩溶充水矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 复杂 连通试验 勘探 钻孔和暗河水系 2.4.4水动态长期观测 孔隙裂隙充水为主的矿床 类 型 工 程 量 项 目 孔隙充水为主的矿床 裂隙充水为主的矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 水动态长期观测 地表水(处) 详查 根据查明水文地质条件,矿坑涌水量计算、水源地选择的需要,选代表性地段设站 勘查 根据实际需要对详查阶段各站取舍和补充 钻孔(个) 详查 3~5 5~7 3~5 7~10 勘查 根据需要对详查阶段钻孔取舍和补充 根据需要对详查阶段钻孔取舍和补充 井 泉(个) 详查、勘查 根据实际需要选择代表性点 勘探坑槽道或生产矿井 详查、勘查 勘察坑道和主要生产矿井设排水量观测站,简单矿区可省略 水化学样、细菌样检验 详查、勘查 可作水源地的井、泉,地表水按丰、枯季取样 岩溶充水为主的矿床 类 型 工 作 量 项 目 溶蚀裂隙充水为主的 岩溶充水矿床 溶洞充水为主的 岩溶充水矿床 暗河充水为主的岩溶充水矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 复杂 水动态长期观测 地表水(处) 详查 根据查明水文地质条件,矿坑涌水量计算和水源地选择的需要,选代表性地段设站 勘探 根据需要对详查阶段的站取舍和补充 钻孔(个) 详查 0~1 3~5 5~7 0~2 3~7 5~9 根据需要确定 勘探 根据需要对详查阶段钻孔取舍和补充 暗河 详查、勘探 出(入)口处设站 井泉 详查、勘探 根据需要选择代表性点 生产矿井或勘探坑道 详查、勘探 勘探坑道及主要生产矿井设排水量观测站,简单矿区可省略 水化学样、细菌检验样 详查、勘探 可作为水源地的井、泉、地表水点按丰、枯季取样 2.4.5其他工作 其他工作包括 水化学分析样、地面物探、钻孔水文物探测井、气象观测 矿床水文地质工作基本工程量表 类 型 工 程 量 项 目 孔隙充水为主的矿床 裂隙充水为主的矿床 简单 中等 复杂 简单 中等 复杂 水化学分析样 普查、详查、勘查 代表性水点,以控制地表水、地下水、水化学类型为原则 地面物探 普查、详查、勘查 根据需要布置 钻孔水文物探测井 详查、勘查 水文地质孔应进行 气象观测 详查、勘查 远离气象台站的矿区,气象变化大,应建立临时性的降水、气温观测站 2.5 矿区水文地质勘探实例 道县后江桥铁锰矿矿区水文地质勘探工作简介 大型多孔抽水试验初步工作方案 3、矿区工程地质勘探 3.1 矿区工程地质勘探的基本任务 ⑴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。 ⑵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,确定结构面的级别及主要不良优势结构面,指出其对矿床开采的影响。 ⑶详细查明矿体及围岩的岩体结构、岩体质量,并对岩体质量及其稳定性作出评价。 ⑷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。 ⑸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。 ⑹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。 ⑺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。 ⑻船采砂矿区,还应查明松散层砂砾卵石的粒级、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。 其中砂砾卵石的粒级、含量应通过必要的样品测试。 ⑼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,查明并分析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。 3.2 勘探类型及复杂程度划分 3.2.1 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 ⑴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、岩层结构和饱水情况,稳定性差。勘探中应着重查明岩土的岩性、结构及其物理力学特征。 ⑵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。 ⑶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。 ⑷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。 3.2.2复杂程度划分 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 ⑴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。 ⑵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。 ⑶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。 3.3 矿区工程地质工作内容与要求 3.4.1 矿区工程地质调查 ⑴地形地貌调查调查基本地貌形态特征(海拔高程、水系平面分布特征、分水岭的高度及破坏情况、地形高差、切割深度、地形坡度)、成因类型和展布情况,划分地貌单元。河谷地貌应调查谷底和纵向坡度的变化情况、断面形态、河床宽度、植被发育程度等;河流阶地应调查阶地的级数及高程、形态特征、长宽、高及坡度、地质结构、纵横方向上的变化、阶地的性质及组合形式;冲沟应调查其地貌位置、岸坡地层岩性、地质构造、风化程度、植被发育情况、沟底和沟口堆积物的特征等。 ⑵土体调查松散碎屑土应详细观察颜色、结构、颗粒大小、形状、均一性、磨圆度、分选性、孔隙度、干湿度、透水性、颗粒成分、颗粒含量、固结物成分、含量和固结状态、密实度;粘性土应详细观察颜色、结构、干湿度、压缩性、透水性、可塑性、矿物成分等。 ⑶岩体调查应详细观察颜色、结构、构造、风化程度、全至强风化带厚度、岩石坚硬程度、节理裂隙发育组数、每组条数(条/米)、单条节理裂隙的产状、长、宽、深度、充填情况、充填物成分、统计线节理裂隙发育率(岩体长度内裂隙宽度之和/岩体长度%)、节理裂隙切割岩体情况、切割岩石块度和形状,编制节理玫瑰花图或极射赤平投影图。按工程岩体分级标准(GB5021894)进行分级。 ⑷地质构造调查附近地层岩性、岩层产状、各种构造形式的分布、形态、产状、规模、软弱结构面的产状、性质、断层的位置、类型、产状、断距、破碎带宽度、成分、充填胶结情况、工程地质特征、挽近期构造活动的形迹、特点、与地震活动的关系。节理裂隙发育组数、每组条数(条/米)、单条节理裂隙的产状、长、宽深度、充填情况充填物成分、统计线节理裂隙发育率(岩体长度内裂隙宽度之和/岩体长度%)、节理裂隙切割岩体情况、切割岩石块度和形状。 ⑸详细调查生产矿井及相邻矿山的工程地质问题;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。 3.4.2 钻孔工程地质编录 ⑴ 钻孔工程地质编录内容包括统计与描述岩芯块度,绘制央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、风化带与软弱层、岩溶发育带、蚀变带的位置和深度; ⑵ 按钻进回次测定岩石质量指标(RQD),确定不同岩组RQD值的范围和平均值。RQD值一般按下列公式计算确定 RQD()Lp/Ln100 式中LP某岩组大于10㎝完整岩芯长度之和,m LN某岩组钻探险总进尺,m 注小于10㎝岩芯为钻进过程中机械破碎,则上下对接,其长度大于10㎝时应参与计算;当钻头内径小于54.1㎜时,RQD值作适当降低,根据经验降低20~50 ⑶ 根据RQD值,按“岩石、岩体质量及岩体优劣分级表”和“岩体Z值范围及其优劣分级表”划分岩石质量等级和岩体质量等级。 3.4.3 工程地质取样 对矿体围岩(重点是直接顶底板)不同工程地质岩组分层取样,当直接顶底板较薄时应对间接顶底板采取相应的样品,采样深度以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种岩石不少于3组;层状岩类每种岩石不少于3~5组;松散岩类按岩性层取样,每种岩石不少于6组。 按照统计参数的要求,每种需要控制的岩性层均不少于6组。 3.4.4勘探工程量 ⑴ 勘探工程布置原则 ①勘探工程应能控制采矿工程可能影响的范围。 ②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。 ③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。 ④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,工程地质孔应与地质、水文地质孔相结合,一孔多用。 ⑤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。 ⑥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。 ⑵勘探工程量 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︰2000 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。 4、矿区环境地质调查与评价 4.1 环境地质调查 ⑴ 区域稳定性调查,收集矿区附近历史地震资料,调查新构造活动情况,分析其是否有活动性断裂的存在。 ⑵ 调查矿区所处社会环境建筑物的类型、密度和自然地理环境旅游区、文物保护区、自然保护区等,这部分内容往往被忽视,请大家注意。 ⑶ 勘探矿区调查内容 ① 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。 ② 对矿区开发影响范围的滑坡、崩塌、泥石流等物理地质现象进行野外调查。 ③ 调查地质体中可能成为污染源的物质的赋存状态、含量及分布规律。 ④ 当调查区有热气水时,应查明其分布、控制因素、水温、流量,水中气体及化学组分,了解热气水补给、径流、排泄条件。 ⑤ 当矿体埋深较大垂深500m应在不同构造部位选择代表性钻孔进行地温测量,确恒温带深度、温度及地温梯度。 ⑥ 矿区放射性调查 a.矿区发现有放射性元素,但确认无工业价值时,应对其影响安全生产和环境污染作出评价。 b. 在铀矿区应对有水钻孔和地下水露头取样,测试水中放射性元素含量,同位素比值和化学组分,水文地球化学指标,研究其在水平与垂向的分布规律。 ⑷ 扩大延深勘探矿区调查内容 ① 调查由于矿坑排水而引起的区域地下水位下降,井、泉枯竭对当地用水的影响和地下水补给、径流、排泄条件的变化。 ② 地表水污染调查,包括污染位置及废水、废渣中排出的主要污染物的浓度、年排放量、排放方式、排放途径和去向、处理和综合利用状况。 ③ 矿坑水污染调查,着重调查硫化矿床如黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等、高硫煤矿床、放射性、汞、砷等矿床中对人体有害有毒元素的矿坑排水及废弃的尾矿和废石堆在降水淋滤作用下对水体的污染。调查矿坑排放的高悬浮物大于400mg/L和高矿化水的排放浓度、分布范围以及对环境的危害程度。 ④ 调查矿山开采中引起的岩溶塌陷、山体失稳、崩落、地裂、沉降等对地质环境的破坏范围、破坏程度。 ⑤ 收集矿山不同开采中段水平。的井巷温度,确定其地温梯度。 ⑥ 调查尾矿和废石堆放场的稳定性,根据地形、地貌、水文、气象等因素,分析形成山洪泥石流的可能性以及复垦还田的情况。 4.2 矿区环境地质评价 ⑴确定矿区地质环境类型可根据地质环境现状及矿床开采引起的变化分为三类 第一类 矿区地质环境质量良好,矿区附近无污染源,地表、地下水水质良好Ⅰ、Ⅱ,矿石和废石不易分解出有害组分。 第二类 矿区地质环境质量中等采矿可产生局部地表变形,但对地质环境破坏不大;区内无重大的污染源,无热害,地表水、地下水水质较好不低于Ⅲ类,相当于符合国家饮用水标准,即可以直接饮用度,矿坑排水对附近水体有一定污染;矿石和废石化学成分基本稳定,无其他环境地质隐患。 第三类 矿区地质环境质量不良矿区水文地质工程地质条件复杂,因采矿可带来严重的环境地质问题,如地面塌陷、山体开裂失稳、井泉干涸,有热害或矿坑排水以及矿石、废石有害组分的分解易造成对附近水体的污染,水体水质超过Ⅲ类标准。 ⑵区域稳定性评价在全国地震烈度分区的基础上,根据断裂的活动性及工程地质条件,初步阐明区域稳定性及对工程建筑物的影响。 ⑶矿区水环境质量评价在查明矿区地表水、地下水的物理性质、化学成分及其变化、卫生防护条件的基础上,按GB3838进行评价。 ⑷勘探矿区环境地质评价指出可能影响矿区安全的滑坡、崩塌、山洪泥石流等物理地质现象的危害,河流洪水危害及放射性和其它有害物质的分布及其对人身安全的影响。 岩溶充水矿床应预测开采条件下可能出现的泥砂溃塌及疏干排水产生岩溶塌陷的程度、分布范围及地表水渗漏。倒灌等环境地质问题,并提出防治建议。 ⑸扩大延深勘探矿区环境地质评价当开采矿区己产生环境地质问题,如水体污染、塌陷、滑坡、地面开裂、泥石流、山体失稳等,应在查明其形成条件的基础上,对现状进行评价,预测其发展趋势,提出防治意见。 5、报告编写要求 5.1 一般要求 矿区水文地质工程地质勘探报告一般应作为矿产地质勘探报告的一章,当矿区水文地质工程地质内容多,或进行了专门性勘探时,可根据具体情况单独编写,与矿产地质报告同时提交。 5.2 编写内容 ⑴水文地质 ① 区域水文地质 简述区域地形、地貌、水文、气象特征;含隔水层的岩性、厚度、产状与分布;含水层的富水性及地下水的补给、径流、排泄条件。 ② 矿区水文地质 应阐明如下问题 a.矿区在水文地质单元的位置,最低侵蚀基准面标高和矿坑水自然排泄面标高,首采地段或第开拓水平和储量计算底界的标高;矿区的水文地质边界。 b.含水层的岩性、厚度、产状、分布、埋藏条件、单位涌水量、渗透系数或导水系数、给水度或弹性释水系数,裂隙、岩溶发育程度、分布规律、控制裂隙及岩溶发育的因素;地下水的水位水压、水温、水质以及补给、径流、排泄条件;隔水层的岩性、分布、产状、稳定性及隔水性;确定矿床充水主要含水层的依据及其与矿层之间的关系。 c.主要构造破碎带对矿床充水的影响构造破碎带的位置、性质、规模、产状、埋藏条件及其在平面和剖面上的形态特征,充填物的成分、胶结程度、溶蚀和风化特征,导水性、富水性及其变化规律,与其它构造破碎带的组合关系以及沟通各含水层和地表水的情况。 d.地表水对矿床充水的影响地表水的汇水范围,河水的流量、水位及其变化,历年最高洪水位的标高、洪峰流量及淹没的最大范围,地表水与地下水的水力联系情况及其对矿床开采的影响。对船采砂矿床,还应阐明河流枯、平、丰水期的河床宽度、深度、流速及河水位标高,采矿船过河地段的最小、一般和最大流速。 e.老窿水和生产井对矿床充水的影响矿区内生产井的位置,开采的最大深度和最低标高,开采面积、产量、排水量和充水来源,历年来发生突水事故的次数、突水量和原因;老窿的分布范围、坑口标高、开采的最大深度及最低标高、积水情况及对矿床开采的影响。 ③ 矿坑涌水量预测 论证并确定矿区水文地质边界,建立水文地质模型、数学模型并论证其合理性;阐明各计算参数的来源,并论证其可靠性和代表性;对各种计算方法计算的结果进行分析对比,推荐可供矿山建设设计利用的矿坑涌水量,并分析涌水量可能偏大、偏小的原因。 ④ 矿区水资源综合利用评价 对矿坑水的供排结合及矿区作为供水水源的地下水、地表水、矿泉水和地下热水的水质,水量及其利用条件进行初步评价,如矿区内无可作供水的水源,则应指出供水方向。 ⑵ 矿区工程地质 ① 矿区工程地质特征 a.矿区各工程地质岩组的分布、岩性、厚度和物理力学性质。着重阐明较弱层的分布、岩性、厚度、水理和物理力学性质及其对矿床开采的影响。 b.矿区所在地的构造部位,主要构造线方向,划分各级结构面并阐述各级结构面的特征、分布、产状、规模、充填情况、组合关系及优势结构面对矿床开采的影响。 c.岩体风化带性质,结构类型和发育深度。蚀变带的性质、结构类型和分布范围。 ② 工程地质评价 a.露天边坡的稳定性评价根据构成边坡岩体的岩性、物理力学性质和结构面发育程度、组合关系、确定边坡类型阐明软弱夹层的分布、产状、岩性、厚度、水理性质、物理力学性质及其对边坡稳定性的影响;着重说明首期开采地段中的长久性边坡地段的边坡特征;提出建议最终边坡角,对各边坡的稳定性做出评价,并对评价方法的合理性进行论证根据边坡和结构面的组合关系,预测可能出现滑动变形的地段,当有不稳定滑动块体存在时,根据需要进行边坡稳定性计算,并提出建议的最终边坡角。 b.井巷围岩稳固性评价根据矿体及井巷围岩的工程地质特征,评述岩矿体的质量,对其稳固性做出评价,指出不稳定的因素,可能产生的工程地质问题及其部位,提出工程措施的建议。 ⑶ 矿区环境地质 ①评述矿区及其附
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