浅谈矿区水文地质勘探的技术要求

第２１卷第４期　２０１　１年１２月　安徽地质　Ｇｅｏｌｏｇｙ　ｏｆＡｎｈｕｉ　、，０１．２１　Ｎｏ．４　Ｄｅｃｅｒｍｂｅｒ　２０１　ｌ　文章编号：１００５—６１５７（２０１１）０３—０２９６—３　浅谈矿区水文壤质勘探的攘术要求　罗　岚　（安徽省地质矿产勘查局３２７地质队，安徽合肥２３００１　１）　摘要：矿区水文地质勘查旨在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，指出供水水源方向等。其技术要求的严肃性对后续的矿山开采具有非同一般的意义。本文就矿区水文　地质勘查中的钻孔简易水文地质观测和抽水试验时常出现问题对照相关规范或规程进行分析和探讨以期加强协作　进一步提高工作质量。　关键词：矿区水文地质勘查；钻孔简易水文地质观测；抽水试验　中图分类号：Ｐ６４１．５２　文献标志码：Ａ　终孔稳定水位，在实际执行时是被要求每个钻孔都　要测量终孔稳定水位。但停止观测终孔稳定水位的　Ｏ引言　条件却只是口口相传，在检索一些资料后我们也没　有看到关于矿区勘探的终孔稳定水位的观测方法，　矿区勘探进行钻探施工时，钻孔简易水文地质　只在《煤田地质勘探钻孔简易水文地质观测规程》　观ｉ贝４虽说每每被写在矿区的勘察设计或钻孔的单孑Ｌ　（８０）煤地字第６３８号的第２．３条稳定或近似水位观测　设计中，但多因施工人员难以认识到其意义以及监　中看到：近似稳定水位观测符合下列条件之一时，　管不及时等问题，导致多数数据失去应有的价值。　可停止观测。①每小时观测一次，连续三次水位无　钻孔简易水文地质观测在矿区水文地质勘探过程中　变化。②水位呈单一方向变化，每小时水位差不超　已是不可或缺的手段之一，其对后续的水文地质工　过５ｃｍ，且已连续观测三小时。③水位呈锯齿状变　作在分析、研究、评价等具有重要的现实意义。　化，每小时水位差不超过１０ｃｍ，且已连续观测三　钻孔简易水文地质观测不仅在初步判断含水层和含　小时。④虽达不到上述要求，但总观测时间已超过　水构造（涌或漏水）及地下水的流向及其补给方向　２４ｈ。那么这个是否可以作为我们的一条通用观测规　（等水压线）上有重要意义且在估算渗透系数Ｉ；　时　程，笔者认为无论是煤田地质勘探技术的成熟性，　也可起到事半功倍的效果。　还是以上条件的规范性和实用性都具有足够的理　１钻孑Ｌ简易水文地质观测的要点及方法　在《矿区水文地质工程地质勘探规范》　ＧＢ１２７１９—９１第４．４．２钻孔简易水文地质观测与编录的　由。再则遇地下水自流的钻孔被要求“接高孔口管　或安装测试装置测量水头高度和涌水量”的作用，　也就变得易于理解了。　条款中给出的是一个原则的规定，具体操作上则应　按《地质岩心钻探规程》ＤＺ／Ｔ０２２７—２０１０的第１６．１．３　这里我们就某矿区的一钻孔抽水试验来对照规　简易水文观测条款的规定去执行：每班至少观测孔　范检验其过程的符合性：　内水位１．２回次，每个钻进回次测量冲洗液消耗量。　该矿区处于建设初期，根据气象资料：矿区多　２抽水试验　１６．１．３．３钻进中遇到涌水、漏水、涌砂、掉块、坍　年平均降水量１２１６．２　ｍｍ，年均蒸发量为１５６９　ｍｍ。　塌、缩径、逸气、裂隙、溶洞及钻柱坠落等异常现　矿区及周边低洼区有大小不等的人工水塘、水沟分　象时，应记录其深度。　布，南部有一条人工河，河宽７ｍ左右，距离抽水　在《矿区水文地质工程地质勘探规范》　试验钻孑Ｌ约３００余米。西部有一水塘，面积约６００．　ＧＢ１２７１９．９１的第４．４．２．３单一含水层（组）的钻孔应测定　７００ｍ　，距离抽水试验钻孔约１５０余米。据资料矿区　收稿日期：２０１１－ｏ４－３ｏ　作者简介：罗岚（１９６８一），女，北京通州人，工程师，现从事水、工、环地质勘查工作。　第２ｌ卷第４期　罗岚：浅谈矿区水文地质勘探的技术要求　２９７　内新断裂构造较发育，具有多期次、持续活动的特　试验资料计算推出的含水层厚度为８０ｍ，通过岩心编　点。　录和简易水文得出的含水层厚度为７６ｍ，两者相差仅　因区域内地质构造复杂，地层变化也大，地下　４ｍ）。　水较丰富，通常ｑ＝０．１－０．２（１／ｓ・ｍ），个别钻孔在抽水试　表１计算结果对比　验时用单台９ｍ　的空压机最大降深仅２ｍ。该钻孑Ｌ位　Ｔａｂｌｅ　１　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　于矿区的中部，设计孔深３４０ｍ，试验目的为调查和　了解矿层顶板的含、透水情况。设计钻孔结构为：　ｋｌ　０．１８６１　Ｒ１　７３　ｋｌ　０．２２７９　Ｒ１　１４４．５１８　ｋ２　０．１６２３　Ｒ２　９７．５０９　ｋ２　０．２０９３　Ｒ２　１９８．０８１　０－７５ｍ，用ｏｌ３０ｍｍ开孑Ｌ至７５ｍ下人ｏ１２７ｍｍ套管并完　：　堕　！　！：！　：　！　墅　！：兰　成于７５ｍ处的止水。７５～３４０ｍ，用ｏ　ｌ　１　０ｍｍ钻至３４０ｍ　式中符号及单位：　下人ｏ１０８ｍｍ套管１０３ｍ（兼做出水管）。止水方法：　Ｑ一抽水孔涌水量（ｍ。／ｄ）；Ｒ一影响半径　在管靴上安装专用密封件。　（ｍ）；Ｊ（ｒ－含水层的渗透系数（ｍ／ｄ）；　含水　钻孔揭露的地层为：（自上而下）黄铁矿化粗　层厚度（ｍ）；　降深（ｍ）；ｒ一钻孑Ｌ半径（ｍ）；　安岩、构造角砾岩、黄铁矿化凝灰质粉砂岩、硅化　承压含水层厚度（ｍ）。　粗安岩。钻孑Ｌ终孑Ｌ静止水位：１．７８ｍ。根据含水层　从本例的表格中我们看出用潜水完整井的计算　（段）的特征及含水性，本次水文地质试验采用全　公式在计算　时出现了波动，这与Ｑ值的增加植减　孑Ｌ混合抽水试验，抽水试验采用稳定流三次降深的　少不符，说明这组数据是存在问题的。而用承压完　试验方法，流量及水位稳定时间不小于８ｈ，整个抽　整井的计算公式算出的数据经观测：距抽水试验孔　水过程历时６１ｈ。　１５０ｍ处的民井中水位未受影响，与计算结果取得了　抽水试验的目的是根据试验得到的数据求出其　相似的结果。　Ｑ、ｋ、Ｒ、ｇ等关键参数，为后期的矿山开采提供可　经Ｑ　、ｑ－￣Ｓ）曲线图的验证说明抽水试验计算　靠的技术和安全保障，因此在选取计算公式求ｋ、　公式的选择是合理的。　尺等时应认真全面的看待整个试验，着眼于整个矿　以上计算公式中的“含水层厚度”的选择问　区，选好用好公式并使计算结果更符合实际。　题，过大过小对计算结果影响都很大，通常有用岩　计算ｋ、Ｒ首先是要确定井的类型：完整井、非　心编录和简易水文结合法的；也有用试算交叉法　完整井、承压井、无压井等，在本例中如考虑到该　的；还有利用抽水试验数据进行计算的，但笔者认　钻孔的地层及简易水文的情况和止水状况，有理由　为岩心编录和简易水文结合法与抽水试验数据进行　选择如下的承压完整井的裘布衣和吉特尔特计算公　计算相结合较其他方法更符合实际状况。　式：　尽管在各种计算公式中ｋ与Ｑ均成正比关系，且　一０．３６６Ｑ１　Ｒ　“一　５，．　在均质含水层中理论上　应是个定值，但应用中影　，ｙｆ‘】　，　响它的因素太多，地层的、构造的、完井质量的、　抽水试验质量的、资料整理的等等，所以应用中我　Ｒ＝１０Ｓ　（经验式）　们看到的是随着Ｑ值的增加尼值在减少。这也说明抽　又因区域内地质构造复杂，岩心破碎裂隙发　水试验钻孔在施工过程中被要求严格按规程作业以　育，地下水活动现象较明显且连通条件较好。我们　减少影响因素的重要原因。　是否也可考虑如下的裘布衣和库萨金计算公式（潜　该钻孑Ｌ在施工过程中严格按照《矿区水文地质　水完整井）：　工程地质勘探规范》ＧＢ１２７１９．９１的要求采用清水钻　进，完井后采取了有效地洗井措施。钻ｑ￣Ｌ：ｆＬ径不小　＝　ｇ　于９１ｍｍ。　抽水试验前已对矿区的相关水文资料进行了综　Ｒ＝２Ｓ￣／　（经验式）　合分析和探讨，试验过程中对抽出的水造成回渗或　倒灌等均做了预防措施并观测地面塌陷、沉降现　不妨分别用两个公式计算后求出其各自的结果　象。　再进行比较去发现问题，代人相关参数有（按抽水　按稳定流抽水试验要求，尽设备能力作一次最　２９８　安徽地质　２０１１年　大降深，三次降深分别为３２．１ｍ，稳定９：３０；２４．２ｍ，　稳定８：３０；１　６．９ｍ，稳定８：００。　够的简易水文观测工作量，以获取更多更全面的水　文地质资料，减少专门水文地质工作量。　（３）为矿区的建设或开采的平稳有序进行，应　满足水位波动相对误差：即抽水孔不大于１％。　涌水量波动相对误差：即单位涌水量大７：０．１Ｌ／ｓ．ｍ　加强矿区水文地质的技术力量同时提高其综合分析　时，不大于其平均值的３％。抽水结束观测恢复水位　及应用资料的能力。　（４）加强水力学的计算理论探讨，把非稳定流　的资料。　现场绘制Ｑ文　．ｔ、Ｑ．ｔ等曲线以便及时了解抽水　和有限元等理论应用到生产实践中，对试验结果多　一试验的情况，防止反常情况出现。　种验证手段，积累经验选择更接近实际的数据。　参考　资料：　３小结　［１】　矿区水文地质工程地质勘探规范ＧＢ１２７１９．９１［Ｓ】　（１）加强矿区水文地质工作的管理，重视各种　［２】　地质岩心钻探规程ＤＺ／Ｔ０２２７．２０１０［Ｓ１　水文地质资料的搜集和整理，确保各种水文地质资　［３】　煤田地质勘探钻孔简易水丈地质观测规程（８０）煤地字第　６３８号［Ｓ】　料的真实可靠。　大连工学院水力学教研室．水力学教学大纲［Ｍ］．北京：高　（２）按规范的要求，对复杂矿区的勘探应有足　等教育出版社，１９８４．　ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ　ＲＥＱＵＩＲＥＭＥＮＴＳ　ＯＦ　ＨＹＤＲＯＧＥＯＬＯＧＩＣＡＬ　ＥＸＰＬｏＲＡＴＩｏＮ　ＩＮ　Ａ　ＭＩＮＩＮＧ　ＡＲＥＡ　ＬＵｏ　Ｌａｎ　（Ｎｏ．３２７　Ｔｅａｍ　ｏｆＢｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆＡｎｈｕｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｈｅｆｅｉ，Ａｎｈｕｉ　２３００１　１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＨｙｄｒＯｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ａ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ　ａｉｍｓ　ａｔ　ｆｉｎｄｉｎｇ　ｏｕｔ　ｈｙｄｒ０ｇｅＯｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｏｒｅ　ｄｅｐｏｓｉｔ　ｗａｔｅｒ－ｆｉｌｌｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ，ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ｍｉｎｅ　ｗａｔｅｒ　ｉｎｆｌｏｗ，ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｏｆ　ａ　ｄｅｐｏｓｉｔ　ａｎｄ　ｇｉｖｉｎｇ　ａ　ｗａｔｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｃｌｕｅ．Ｔｈｅ　ｓｔｒｉｃｔｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｉｓ　ｅｘｔｒａＯｒｄｉｎａｒｉ１ｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｔｏ　ｓｕｃｃｅｅｄｉｎｇ　ｍｉｎｅ　ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｓｅｄ　ｉｓｓｕｅｓ　ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ　Ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ　ｉｎ　ｓｉｍｐｌｅ　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｐｕｍｐｉｎｇ　ｔｅｓｔ　ａｇａｉｎｓｔ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｎｏｒｍｓ　ｏｒ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｈｏｐｅ　ｏｆ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｗｏｒｋ　ｑｕａｌｉｔｙ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒＯｇｅＯｌＯｇｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ａ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ；ｂｏｒｅｈｏｌｅ　ｓｉｍｐｌｅ　ｈｙｄｒＯｇｅＯｌ０ｇｉｃａｌ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｐｕｍｐｉｎｇ　ｔｅｓｔ