矿区水文地质工程地质环境地质工作内容及技术要求.pdf

矿区水文地质工程地质环境地质工作内矿区水文地质工程地质环境地质工作内 容及技术要求容及技术要求 时间2010 年 4 月 14 日 作者荀玉明 关键词矿区水文地质工程；环境地质工作；矿床的合理开发利用及规划 摘要矿区水文地质工程地质环境地质工作的程度和精度,势必影响到整个矿区 的评价和矿床的合理开发利用及规划,同时还影响到矿床开发利用过程中可能发 生的突发性地质灾害或安全事故的处理决策问题及矿山地质环境恢复治理方案 的制定和实施。 一、前言 矿区水文地质工程地质环境地质工作是矿产普查与勘探中一个重要的组成 部分,水文地质工程地质环境地质资料是正确评价矿床开采技术条件不可缺少 的。因此,矿区水文地质工程地质环境地质工作的程度和精度,势必影响到整个矿 区的评价和矿床的合理开发利用及规划,同时还影响到矿床开发利用过程中可能 发生的突发性地质灾害或安全事故的处理决策问题及矿山地质环境恢复治理方 案的制定和实施。根据矿区水文地质工程勘查规范GB1271991、固体 矿产地质勘查规范总则 GB/T139082002和各类矿种的矿产地质勘查规范等 要求,矿区在开展地质勘查工作的同时,水文地质工程地质环境地质工作也应同时 并进。本人从事水文地质工程地质环境地质工作二十五年来,曾负责过多个矿区 的水文地质工程地质环境地质工,取得了一些实践经验,现就矿区水文地质工程地 质环境地质工作的内容和要求进行总结和概括,供同行工作者参考和借鉴。 二、工作内容 矿区水文地质工程地质环境地质工作内容,应根据矿区勘查阶段和矿床类型 的不同按矿区水文地质工程勘查规范GB1271991、固体矿产地质勘查 规范总则 GB/T139082002和各类矿种的矿产地质勘查规范等要求结合矿区 实际因地制宜综合确定。主要有区域和矿区水文地质工程地质环境地质测绘、静 止水位观测、抽水试验、钻孔简易水文观测、钻孔岩心水文工程地质编录、坑道 水文工程地质编录、地表下水长期观测、取样分析测试等。 三、工作方法及技术要求 一区域和矿区水文地质工程地质环境地质测绘 区域水文地质工程地质环境地质测绘比例尺一般采用 150000110000, 测绘范围应包括一个完整的补、径、排在内的水文地质单元。在充分收集已有水 文地质、社会自然地理、水文、气象、地震、环境污染、地质灾害等相关资料的 基础上,要求基本查明区域地形地貌、地层岩性、构造及其富水性,地下水补给、 径流、排泄条件,最低侵蚀基准面位置、地表水和地下水的污染现状、第四系松 散层分布和厚度、岩体风化程度、构造破碎带和软弱结构面夹层特征、节理裂 隙发育情况、岩石坚硬完整程度、各岩土体物理力学性质特征、岩溶发育情况、 自然和人工边坡的稳定现状、采空区、不良地质现象分布和特征等水文地质工程 地质环境地质条件。 矿区水文地质工程地质环境地质测绘比例尺一般采用 11000012000,测 绘范围应包括矿床开采和疏干可能造成矿山地质环境和生态环境改变和能造影 响到的范围。 要求重点查明与矿床开采有关的水文地质工程地质环境地质条件 开采技术条件。 水文地质工程地质环境地质测绘观测路线采用穿越法和追索法相结合,一般 垂直岩层、构造线走向和沿地貌变化显著方向,对重要地质体、接触带、断层带、 软弱夹层、地质灾害和不良地质现象发育地带、河谷、沟谷和地下水露头多的地 方进行追索、观察、详细记录和描述,并描绘信手剖面图和进行拍照。对造成地 质环境污染和破坏的地带进行重点调查和观测。原则上 150000 测绘观测路线 间距 5001000 米,观测点密度 3050 个/平方千米;110000 测绘观测路线间距 250500米,观测点密度35个/平方千米;12000测绘观测路线间距100200 米,观测点密度 3050 个/平方千米。野外调查内容和要求为 1、水文地质调查内容和要求 1泉水调查查明出露地貌位置和地质条件地层、岩性、构造、产状、成 因类型、补给来源、流量、水质颜色、透明度、口味、气味、气体、沉淀物、 悬浮物、水温、访问其动态变化情况。选择部分代表性强的泉取样,进行水质化 学全分析和作细菌、污染、放射性分析。 2老硐调查查明硐口地貌位置和地质条件地层、岩性、构造、产状、老 硐形状、断面、长度、揭穿层位和岩性、出水量、水质颜色、透明度、口味、 气味、气体、沉淀物、悬浮物、水温、访问其动态变化情况。选择有代表性的 取样进行水质化学全分析和作细菌、污染、放射性分析。 3地表水体调查查明河流、溪沟点的地貌位置和地质条件地层、岩性、构 造、产状、水位、流量、水质颜色、透明度、口味、气味、气体、沉淀物、悬 浮物、水温、与地下水的联系,访问其动态变化情况。水塘、湖泊的地貌位置和 地质条件地层、岩性、构造、产状、水位、水质颜色、透明度、口味、气味、 气体、沉淀物、水温、与地下水的联系,访问其动态变化情况;选择有代表性的取 样进行水质化学全分析和作细菌、污染、放射性分析。 2、工程地质调查内容和要求 1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。 2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。 3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。 4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。 3、环境地质调查内容和要求 1区域稳定性调查收集勘查区及附近历史地震资料,调查新构造活动情况、 分析是否有活动性断裂的存在。 2社会和自然环境调查调查居民及其它建筑物的类型、密度、旅游区、文 物保护区、自然保护区的分布及范围、破坏程度等。 3地质灾害和不良地质现象调查调查滑坡、崩塌、泥石流的分布的地貌位 置、地层岩性及构造条件、分布范围、规模、形成时间、现状稳定性、发展趋势 等;调查斜坡、人工边坡的变形破坏及其稳定性;地面塌陷、地裂缝、不良冲沟的 发育与分布范围、形态特征、发育程度、形成原因、现状稳定性、发展趋势等。 4地质环境污染调查调查收集地表水、地下水的环境背景值污染起始值; 调查由于原生地质环境引起的地方病的原因;由于人类活动造成的地表、地下水 水质污染的形成条件、污染源、污染物质成分、污染途径、污染程度、分布范围; 放射性污染的种类和范围等。 二钻孔静止水位测量 钻孔停工后开始进行水位观测,观测时间间隔为开始后的第 5、10、15、20、 30、45、60 分钟各观测记录一次,以后每 60 分钟观测记录一次直至稳定,稳定标 准为 4 小时内水位波动范围不超过 5 厘米。 三钻孔抽水试验 抽水试验一般采用稳定流抽水试验方法,试验前先测量静止水位。水位降深 应根据试验目的和含水层富水程度而定,应尽设备能力作一次最大降深S≥10 米, 水量大时应作三次降深。稳定时段延续时间最低不少于 8 小时,稳定时段内水位 波动相对误差不大于 1;涌水量波动相对误差当单位涌水量大于 0.1L/s.m 时, 不大于其平均值的 3;当单位涌水量小于或等于 0.1L/s.m 时,不大于其平均值的 5。[波动相对误差最大或最小值-平均值/平均值]。抽水试验趋于稳定 时采集化学全分析水样 1 件。 抽水试验过程中应连续准确观测和记录水位下降、流量、水温、气温和恢复 水位,水位下降、流量的观测时间间隔为抽水开始后的第 5、10、15、20、25、 30 分钟各观测记录一次,以后每 30 或 60 分钟观测记录一次;水温、气温的观测 时间间隔为每 24 小时同步观测记录一次;抽水达稳定标准停抽后,恢复水位观 测时间间隔为停抽开始后的第 5、10、15、20、25、30 分钟各观测记录一次, 以后每 30 或 60 分钟观测记录一次直至稳定,稳定标准为 8 小时内水位波动范围 不超过 10 厘米。 四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。 五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 程度和深度、划分各风化带界线深度、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;岩芯形状、完整破碎程度、统计描述岩芯块度、绘 制岩芯块度柱状图、计算回次岩芯采取率、按钻进回次测定岩石质量指标 RQDLp/Lt,式中 Lp某岩组大于 10 厘米完整岩芯长度之和;Lt某岩组钻探 总进尺,确定不同岩组 RQD 值的范围和平均值。 六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。 七地表水地下水动态长期观测 河溪、泉水和坑道等进行流量、水温、气温的观测;钻孔进行水位和气温的 观测。 一般每间隔 10 天观测一次即每月观测 3 次,雨季加密观测,取得当年的流 量和水位峰值。水质按枯、雨季取样分析。连续观测时间不少于一个水文年。 八岩石物理力学性质试验 要求每一工程地质岩组均应有样品控制,样品可直接由钻孔岩芯或老硐采 取,采样规格要求岩芯直径≥8厘米,长度1030厘米,每组样品数量为20块左右。 采样时需用油漆箭头标明顶面方向↑,并按顺序进行编号如 A 组样取到 20 块岩 芯,其编号为 A-1、A-2、.A-20,样品取好后用石蜡密封,按组装箱运送到试验 室。岩矿石的物理力学性质试验项目有风干含水量、风干容重、饱和容重、比 重、普通吸水率、饱和吸水率、风干抗压强度、饱和抗压强度、抗拉强度、弹性 模量、泊桑比、抗剪强度凝聚力、内摩擦角等。 九水质全分析 选择区内有代表性的泉水、地表河溪、坑道和抽水钻孔进行采样,其中泉水、 地表河溪、坑道分枯雨季采样。盛水容器采用 2 千克塑料瓶,在采样点用所取之 水冲洗瓶和盖三次以上后再采取水样,水样取好后,立即用石蜡封好瓶口,标明取 样位置、水点编号、填写水样标签粘贴在样瓶上,24 小时内送到化验室进行化学 全分析。同一水点位置另取 1 千米水样加入 23 克大理石粉标明24 小时内送 到化验室进行侵蚀性 CO2 分析。化学全分析项目有水的物理性质水温、色、 口味、气味、透明度、HCO3、SO42、Cl、NO2、NO3、CO32、 F、Br、I、K、Na、Ca2、Mg2、Fe2、Fe3、Al3、NH4、Cu2、 Pb2、Zn2、 游离 CO2、 侵蚀 CO2、H2S、可溶性 SiO2、PH 值、耗氧量、 总硬度、暂时硬度、永久硬度、焙干残渣、灼热残渣等。 十水质专项分析 选择区内有代表性的泉水、地表河溪、坑道进行采样。按生活饮用水水质标 准进行分析和放射性检验。生活饮用水水质标准分析项目有色、浑浊度、嗅、 味、肉眼可见物、PH 值、总硬度、铁、锰、铜、铅、锌、挥发酚类、硝酸盐氮、 氟化物、氰化物、砷、硒、汞、镉、铬六价、细菌总数、大肠菌类;放射性检验 项目主要为水中的 Ra、总 β 和总 α。以上样品的采集具有专门的和特殊的要求, 取样前需与有关卫生防疫部门取得联系,采用其提供的样瓶和添加药剂,并按其规 定进行采样或聘请相关卫生防疫部门人员到现场进行采样。 十一岩矿石放射性测量 选择部分坑道和钻孔分别按层位和岩性分层采用 γ 仪进行 γ 值测量。 十二气象资料收集 到当地气象部门收集历年统计的年、月、日的最大、最小、平均温度、降雨 量、蒸发量、湿度成果数据和勘查期间的每日气象观测数据资料。 四、结语 本文基本上涵盖了矿区所有水文地质工程地质环境地质的工作内容,对从事 矿区水文地质工程地质环境地质的人员具有一定的指导和参考作用,文中不足之 处敬请给予批评指正。 参考文献 [1]矿区水文地质工程勘查规范GB1271991. [2]固体矿产地质勘查规范总则GB/T139082002. [3]区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范GB/T 1415893. [4]水文地质手册地质出版社,1983 年 8 月. [5]工程地质手册第四版中国建筑工业出版社,2007 年 2 月. [6]工程岩体分级标准GB5021894.