钻孔简易水文地质观测课件.ppt
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- 钻孔 简易 水文地质 观测 课件
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1、第一章第一章 总总 则则第二章第二章 矿区水文地质勘探矿区水文地质勘探 第一节第一节 勘探类型划分勘探类型划分 第二节第二节 勘探程度要求勘探程度要求 第三节 勘探工程布置原则及工作量勘探工程布置原则及工作量 第四节第四节 勘察技术要求勘察技术要求第三章第三章 岩芯描述与地层分层(岩芯编录)岩芯描述与地层分层(岩芯编录) 第一节第一节 岩芯描述岩芯描述 第二节第二节 地层分层地层分层第四章第四章 矿区工程地质勘察矿区工程地质勘察 第一节第一节 勘探类型划分勘探类型划分 第二节第二节 勘探程度要求勘探程度要求 第三节第三节 勘探技术要求勘探技术要求 第四节第四节 矿区工程地质评价矿区工程地质评价
2、第五章第五章 矿区环境地质调查与评价矿区环境地质调查与评价 第一节第一节 环境地质调查环境地质调查 第二节第二节 矿区环境地质评价矿区环境地质评价第六章第六章 钻孔野外资料整理与提交钻孔野外资料整理与提交 第一节第一节 资料整理资料整理 第二节第二节 资料提交资料提交第七章第七章 报告编写提纲及附图附表报告编写提纲及附图附表 一、一、矿区水文地质工程地质工作是矿产普查勘探工作中不可缺少的重要组成部分,它直接关系到矿产资源的经济合理开发和矿山生产的安全。 矿区水文地质工程地质工作一般应与矿产普查勘探各阶段的地质工作相适应。应以较少的工作量获取较好的经济效果,在工作中应充分利用地质勘探工程取全、取
3、准水文地质工程地质资料;当利用地质勘探工程不能满足所需要的水文地质工程地质资料时,应布置专门工程。 对矿床工业价值已经初步肯定,而水文地质条件复杂的大水矿床(预测的矿坑正常涌水量在每秒一立方米以上),在转入详细勘探阶段前,应根据国家建设的需要进行专门水文地质勘探试验,查明矿区水文地质条件,并对矿坑涌水量预测作出初步评价,为矿床能否转入详勘并进行经济合理的开发提供可行性研究的依据。 1、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,以及排供结合、综合利用的建议。 2、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
4、体质量和稳固性,预测可能发生的主要工程地质问题,为矿山开采设计提供依据。 3、评价矿区的环境地质质量,预测矿床开发可能引起的主要环境地质问题,并提出防治建议;提出防止矿坑水对地表水、地下水的污染和境影响的意见。 (一)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,应充分收集区域水文地质工程地质资料,其资料可直接利用或只进行有针对性的补充调查,如打钻应进行钻孔简易水文地质观测,大致查明工作区的水文地质工程地质和环境地质条件。 (二)、详查阶段: 1任务任务:对矿区水文地质工程地质条件作一般了解,根据自然地理、地质、水文地质工程地质条件,初步划分水文地质和工程地质勘探类型
5、,为初步勘探阶段确定水文地质工程地质工作量提供依据。 2要求要求:开展区域水文地质测绘,进行钻孔简易水文地质观测和收集生产矿井、老窑(窿)的水文地质工程地质资料,选择代表性的泉、井、钻孔、生产矿井进行流量、水位、水温、排水量的动态观测,采取水样作水质分析。初步了解矿区主要含水层 (或含水体,下同)和隔水层的岩性、分布、厚度、产状、水位、水质、泉水流量和地下水的补给、迳流、排泄条件。 (三)、勘探阶段 1任务任务:查明矿区水文地质工程地质条件、矿床充水因素,预测矿坑涌水量,提出矿坑水的防治意见和排供结合、综合利用、防止对地表水、地下水污染及环境影响的建议,指出供水水源方向,预测因矿坑排水可能产生
6、的地面塌陷范围及对矿床开采的影响。对露天采矿场边坡稳定性、坑道顶、底板稳固性及其它影响矿床开采的主要工程地质问题作出初步评价,并提出采取工作地质防治措施的建议。确定矿床水文地质和工程地质勘探类型,为矿山开采设计提供依据。 2要求要求:进一步补充矿区水文地质工程地质测绘的内容,进行钻孔简易水文地质观测,单孔和群孔抽水试验,地下水连通试验,地表水和地下水动态观测,生产矿井及老窑(窿)水文地质工程地质调查。查明矿床充水主要含水层的岩性、厚度、分布、产状、埋藏条件,裂隙或岩溶的发育程度、分布规律、充填程度以及水位、水质、富水性、渗透性、地下水的补给、迳流、排泄条件,地表水与地下水及各含水层之间的水力联
7、系,主要隔水层的岩性、厚度、稳定性及隔水程度。 根据需要布置工程地质剖面和专门工程地质钻孔,系统采取岩(土)样,进行必要的工程地质观测。 四、勘查范围应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。 五、矿区水文地质工程地质勘探,应从社会的综合效益出发既要研究保障矿山安全,连续生产,又要研究矿山排水的综合利用以及附近水源地和地质环境的可能影响。 一、根据矿床主要充水含水层的容水空间特征, 将充水矿床划分为三类: 第一类第一类 以孔隙含水层充水为主的矿床,简称 孔隙充水矿床; 第二类第二类 以裂隙含水层充水为主的矿床,简称裂隙充水矿床; 第三类第三类 以岩溶
8、含水层充水为主的矿床,简称岩溶充水矿床。本类矿床又划分为三个亚类; 第一亚类 以溶蚀裂隙为主的岩溶充水矿床; 第二亚类 以溶洞为主的岩溶充水矿床; 第三亚类 以暗河为主的岩溶充水矿床。 按矿体按矿体(或矿层或矿层)与主要含水层的接触关系,其与主要含水层的接触关系,其充水方式有:充水方式有: 直接进水的矿床直接进水的矿床 顶板间接进水的矿床顶板间接进水的矿床 底板间接进水的矿床底板间接进水的矿床 第一型第一型 水文地质条件简单的矿床 l、主要矿体位于当地侵蚀基准面以上,地形条件有利于自然排水,矿床充水主要含水层或构造破碎带富水性弱至中等。 2、主要矿体位于当地侵蚀面以下,附近无地表水体,矿床充水
9、主要含水层或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。 第二型第二型 水文地质条件中等的矿床 1主要矿体位于当地侵蚀基准面以上,地下水位以下,矿床充水主要含水层和构造破碎带富水性中等至强,地下水补给条件好,但地形条件有利于自然排水。 2主要矿体位于当地侵蚀基准面以下,附近无地表水体或虽有地表水体但对矿床充水影响不大,矿床充水主要含水层、构造破碎带的富水性中等,地下水补给条件差,第四系覆盖面积小且薄,构造破碎带不沟通地表水体及富水性强的含水层,疏干排水可能产生少量塌陷,水文地质边界较复杂。 第三型第三型 水文地质条件复杂的矿床 l、主要矿体位于当地侵蚀基准面以下
10、,附近有地表水体并对矿床充水具有威胁,矿床充水主要含水层和构造破碎带富水性强;或构造破碎带导水性强且沟通区域强含水层或地表水体,补给条件好,并具较高水压。 2、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。 按类(或亚类)充水方式水文地质条件复杂程度命名。例如: 集宁玫瑰营子煤田:属于裂隙含水层充水为主、顶板间接进水、水文地质条件复杂的矿床,即第二类第三型。 维拉斯托矿区:属于裂隙含水层充水主、顶板间接进水、水文地质条件简单的矿床,即第二类第一型。一、一般要求1、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
11、地下水对矿区的补排关系,主要进水通道及其渗透性。2、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。3、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、分化及溶蚀特征、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。4、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
12、、洪峰流量、鸡淹没范围。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。5、矿层与含(隔)水层多层相间的矿床,应详细查明开采矿层顶、底板主要充水含水层的水文地质特征和隔水层的岩性、厚度、稳定性和隔水性,断裂发育程度、导水性以及沟通各含水层的情况,分析采矿对隔水层的可能破坏情况。当深部有强含水层时,应查明主要充水含水层从底部获得补给的途径和部位。6、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。 1孔隙充水矿床 含水层的富水性主要受岩性控制,一般较均一,往往受大气降水和地表水的直接补给,矿坑涌水量主要
13、受降水和地表水补给量的直接控制。 此类矿床应着重查明含水层的成因类型,分布、岩性、厚度、结构、粒度、滚圆度,分选性、胶结程度、富水性、渗透性及其变化;查明流沙层的空间分布和特征,含水层之间、含水层与隔水层之间的组合关系,各含水层与地表水之间的水力联系,评价流沙层的疏干条件及降水和地表水对矿床开采的影响。详细收集当地的水文、气象资料;查明降水和地表水对矿床充水的影响。 2裂隙充水矿床 含水层的富水性主要受裂隙发育程度的控制,一般不均一,风化裂隙带和构造破碎带的富水性一般较强。 此类矿床应着重查明裂隙性质、规模、充填情况、发育程度、分布规律、风化裂隙带的发育深度和分化程度、构造破碎带的分布情况等。
14、 3岩溶充水矿床 含水层的富水性主要受岩性、岩溶的发育程度和补给条件等的控制,富水性一般较强,且不均一。此类矿床水文地质条件复杂者居多,矿坑涌水量一般较大。抽、排水往往会产生地面塌陷。 1、直接充水的矿床:应着重查明直接充水含水层的富水性、渗透性,地下水的补给来源、补给边界、补给途径和地段;直接充水含水层与其他含水层、地表水、导水断裂的关系。当直接充水含水层裸露时,还应查明地表汇水面积及大气降水的入渗补给强度。 2、顶板间接充水的矿床:应着重查明直接顶板隔水层或弱透水层的分布、岩性、厚度及其稳定性、岩石的物理力学性质和水理性质、裂隙发育情况、受断裂构造破坏程度,研究和估算导水断裂带高度,分析主
15、要充水含水层地下水进入矿坑的地段。 3、地板间接进水的矿床:应着重查明承压含水层径流场特征,直接地板的岩性、厚度及其变化,岩石的物理力学性质和水理性质,以及断裂构造对底板完整性的破坏程度,分析论证可能产生底鼓、突水的地段。 一、勘探工程布置原则 1、应结合矿区具体条件,针对主要水文地质问题作到有的放矢。从区域着眼,立足矿区,把矿区和区域的地下水、地表水和大气降水作为统一系统进行研究。应重视水文地质测绘和钻孔简易水文地质观测与编录等基础工作,配合地面物探或井中物体,因地制宜地进行适当规模的抽水试验,运用多种勘探手段,加强综合分析研究,从而查明矿区的水文地质条件和主要充水因素。 2、水文地质勘探钻
16、孔,应尽量构成剖面,既要控制地下水天然流场的补给、径流、排泄的各个地段,又要控制开采后流场变化,特别是进水通道地段。 3、群孔抽水试验,主孔宜布在主要含水层的富水段或强径流带上。必须有足够的观测孔,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)。 二、勘探工程量 1、各类型充水矿床勘探所需的基本工程量应结合矿区的具体情况确定,以满足相应的勘探程度要求为原则。 2、抽水试验和动态观测孔的数量应控制矿区主要充水含水层的基本工程量,次要充水含水层及构造破碎带必须根据矿区
17、的具体条件增加相应的工程量。 3、矿区附近有水文地质条件相似的生产矿井资料可利用时,可适当减少抽水试验或其他工作量。 4、各类型的充水矿床在不同勘探阶段一般所需要的基本工作量见表2-l和表2-2的规定。 5、表中所列详细勘探阶段的工作量,是指在详细普查和初步勘探阶段工作量的基础上再增加的工作量。 一、水文地质测绘一、水文地质测绘 (一)一般要求一般要求 水文地质测绘是通过对地下水露头和与地下水有关的地质、地貌及物理地质现象进行揭露、观测及综合分析初步查明的水文地质条件,是水文地质调查的基本方法之一。 一般情况下宜在比例尺大于或等于测绘比例尺的地形地质图基础上进行。如果测区没有相同比例尺的地质图
18、时,须同时进行同比例尺的地质调查工作,这种测绘称为综合性地质水文地质测绘。 (二)观测路线和观测点的布置观测路线和观测点的布置 1、正确的观测路线应该以最短的路线观测最多的内容,为此,观测路线应沿着水文地质条件变化最大的方向布置,尽可能对穿过井、泉等地下水露头。 具体还要结合好的露头及水点分布等情况灵活掌握(即垂直地层走向,构造线;在平原区垂直河流,阶地;穿过湖河沼泽地段,井泉分布点及分水岭等)。 在露头好的地段,还应该顺着构造线方向或河谷进行追索。总之应以看得多,见得全,最多获得地质、地貌水文地质资料为原则。路线布置要有重点,又要照顾一般在地质、地貌条件复杂或地质、地貌具有典型意义的地区,观
19、测路线应适当密些。其平均密度应满足供水水文地质勘察规范(GBJ2788)及其设计要求。 2、观测点的布置: 观测点应布置在观测路线上最有意义的地方,既要区域性的全面控制,又要照顾到特殊情况,可考虑在地层分界线、构造断裂带、破碎带,假整合面、褶皱轴线,岩浆岩与围岩接触带、变质岩分带区、阶地边缘,地表水体、井泉,钻孔、自然地质现象(滑坡)发育处及标志层,典型露头剖面,标志层及化石产地,岩相变化带等处。地质地貌观测点不能均匀布置,应视有无意义而定,不定可有可无的点。水文地质点的布置,除考虑不同地貌单元,不同含水层外,还需要考虑水点的均匀性。如果缺乏水点,则应考虑进行人工揭露,弥补水点之不足或水点的不
20、均匀性。 (三)野外填图及定点描述:野外填图及定点描述: 1、野外地质填图野外地质填图 (1)地质填图所用地形图的比例尺,应比成图比例尺大一倍,如不具有条件,至少也需相同比例尺的地形图做底图。 (2)在野外测绘过程中,要把观测点、线、试坑、地下水动态长期观测点等位置,准确无误地绘在地形图上;地质体、地质年代、构造线、地貌以及水文地质现象等,必须按规定的符号和线条勾出并严格区别实测与推测界线。 (3)出露面积在填图底图上大于1cm2的地质体或地表水体,均应准确的画在图上,具有重要意义的地质体或地表水体,虽小于上诉规定,也应采取放大方法,在图上予以表示。 (4)用GPS卫星导航仪、地质罗盘,量角器
21、和三角板等工具,视具体情况,运用施测法、交会法、方位居立法、地形地物发奖观测点准确地标绘在图上。 2、定点描述定点描述 定点时除了把点位准确标在地形图上外,还需要把点、线上所见的一切地质现象全面、重点内容真实、系统、全面,重点突出,语句通顺,字迹清楚,文图并用,不许潦草,错字只许划掉重抄,不能断页,亦不能重抄。野外一律使用中等硬度(2H或3H)铅笔书写,不许使用钢笔或油笔。在横格页上记录文字部分。每点记录内容包括:、 (1)编号及观测点类型 (2)位置 (3)高程 (4)地质 (5)地貌 (6)水文地质 (7)标本及其它(如水样、照相编号等) (8)沿途描述 在米格纸上做柱状图、剖面图、素描图
22、。柱状图和剖面图一律使用统一图例。 (五)地貌及第四纪地质测绘 一)、地貌野外观测 地质测绘的目的在于研究地球表面形态的外在特征及其发生、发展,研究地貌成因以及它的分类,地理分布与地下水分布的关系。 在地貌观测过程中,对每种典型的地貌单元都应进行形态描述和测量。如观测点处于同一个地貌划分单元内,应记录观测点附近的地形倾斜方向、坡降、形态及其他微地貌特征。观测点如处在两个以上地貌单元的界线上,则应按各地貌单元相对于观测点不同方向分别描述,并描述接触界线延伸方向。对地貌描述,应注意尽可能采用定量数据,阶地前缘高度;冲沟宽度(顶宽、底宽)及深度,山坡倾斜方向及坡度,山的走向,相对高差等。重要的地貌现
23、象应当测制素描或拍摄照片。 二)、第四纪地质野外观测 1、研究第四纪松散沉积物的主要任务是: (1)确定第四系沉积物的分布规律及成因类型; (2)查明不同成因类型第四系沉积物的地层层序及时代; (3)了解第四系沉积物的成分,结构及厚度变化; (4)确定岩相变化的规律及第四系地质发展史,从水文地质角度出发,最终目的是查明第四系沉积物的水文地质特征。 2、为了确定第四系沉积物的地层层位和年代,必须采用综合研究的方法,即采用古生物学、地貌学、岩石地层学以及考古学等方法进行综合研究。一般是首先根据地貌发法,如利用阶地进行划分。确定相对年代,在分层对比确定相对年代的基础上,选择典型剖面分层采取古孢粉或谷
24、地磁,同位素样品经过分析才能确定。 3、第四系地层野外观测和描述 (1)名称的确定 (2)颜色:在复合命名时,主词在后,如棕黄色,紫灰 色、灰黄色等。 (3)分选性:分选良好、分选较好、分选性较差、分选性差。 (4)磨圆度:分圆的、次圆的、次棱镜的、棱镜的。 (5)透水性:分透水良好、透水较好、透水较差、隔水的。 (6)天然湿度:分干、稍湿、湿、饱和。 (7)矿物成分:用放大镜详细观察。 粘性土的描述内容及顺序见表2-4。 隔水程度分三级:隔水性良好、隔水性较差、隔水性差。 含砂砾数量:只记含砂数量()及直径。 密度以手捏岩石感觉划分为紧密、中密、稍密。 1、水文地质调查卡片,民井抽水试验记录
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