水文地质类型有哪些等次
A. 矿井水文地质类型划分的种类及依据有哪些
分为简单、中等来、复杂、极复源杂四种。
矿井水文地质类型根据矿井水文地质条件、涌水量、水害情况和防治水难易程度区分的类型,分为简单、中等、复杂、极复杂四种。
主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。
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矿井水文地质的相关研究:
1、阐述地下水起源与形成的基本知识(包括地下水的赋存条件),并探讨大气水、地表水、土壤水与地下水相互转化、交替的基本规律。
2、主要研究地下水流的基本微分方程,包括地下水向井、渠的流动,以揭示地下水位和水量的时空变化规律。同时探讨包气带水与地下水溶质运移的基本方程。
3、讨论在不同的天然因素和人为因素影响下的地下水动态变化规律,以及不同条件下的地下水水均衡方程。
B. 矿井水文地质类型划分及工作要求
第4条 矿井水文地质类型的划分应以井口,按水文地质单元,分煤层进行分类,把含水层的补给边界条件,含水层富水性,水头压力,疏水效果,矿井涌水量和突水威胁程度等作为划分类型的主要依据(表10-1,表10-2)。
表10-1 矿井水文地质类型分类依据分值表
表10-2 焦作矿务局矿井水文地质类型分类依据表
第5条 复杂型和极复杂型的矿井应注重研究井田内断裂构造与岩溶发育规律,逐步查明二灰、奥灰水与八灰、冲积层水的补给途径,并制定可行的防治水措施方案,不断摸索并掌握突水与隔水层厚度、水压、构造、采矿等的关系和规律,预防二灰、奥灰突水。并要有可靠的防排水措施。
第6条 中等和简单类型的矿井,应根据开采需要,结合水文地质条件进行正常的水文地质工作。
说明:
1)直接补给边界,指对井田或断块内主要向矿井充水含水层的直接补给条件,它影响着矿井涌水量的大小及稳定性,要在详尽研究构造、岩性及人为因素的基础上确定,在一般情况下石炭系太原群上部为弱补给边界,含水砂砾层,二灰和奥灰的岩溶裂隙十分发育时为强补给边界。
2)含水层导水性,为量度含水层富水性的指标,含水层的富水性与含水层的岩性,小构造密度及性质,岩溶裂隙发育程度等密切相关,它影响着涌水量及突水量的大小,可以用导水系数(T)表示,T=K×M,K为渗透系数,M为含水层厚度,本矿区不同含水层的导水系数值范围见表10-3。
表10-3 大煤顶底板含水层导水性范围表
3)水压与隔水层厚度比,采面煤层承受的水压与煤层到主要含水层间的相对隔水层厚度之比,当工作面的比值V小于突水系数Ts[一般为0.6kg/(cm2·m)]时,可以安全回采,否则应采取防治水措施保证安全生产。
4)疏水效果,指主要向矿井充水含水层的单位压力的涌水量(涌水量Q与水压P的比值),或单位涌水量的水位降低值S′(水位降低值S与涌水量Q的比值)。
5)矿井涌水量,指矿井开采过程中,必须疏放的水量,即正常涌水量。
6)突水威胁程度,为突水的工作面个数与回采的工作面总个数之比,突水的工作面指总涌水量大于0.5m3/min的工作面。
C. 矿井水文地质类型的划分为哪些种类
中等煤矿水文地质类型划分4类:
一、水文地质简单(1、露头区被粘土类土层覆盖;2、被断层切割封闭;3、地表泄水条件良好;
4、属于深部井田;5、在当地侵蚀基准面以上开采;6、属高原山地背斜正地形,煤层底部灰岩无出露;7、煤层距顶底板上下富含水层距离很大)
二、水文地质中等(受采掘破坏或影响的孔隙裂隙,溶隙含水层补给条件一般,有一定的补给水源)
三、水文地质复杂(1受采掘破坏或影响的主要是灰岩溶隙-溶洞含水层,厚层砂砾石含水层(煤层直接顶底板为含水砂层),其补给条件好,补给水源充沛。2未开展水文地质普查,存在老窑积水,资料不齐的整合和技改矿井。)
四、水文地质极复杂(受采掘破坏或影响的为岩溶含水层,其补给条件很好,补给水源极其充沛;1、矿井经常的直接或间接受煤层顶底部灰岩溶洞-溶隙高压富水含水层突水的威胁;2、灰岩露头分布范围广,河溪发育,山塘水库多;3、在高原山地向斜正地形矿区灰岩岩溶特别发育常形成暗河系统或汇水封闭洼地)
D. 矿井水文地质类型
综合以上各方面的分析,结合开采现状,可以从以下6个方面进行评定矿井的内水文地质类型。
1)直接容补给条件:该矿断裂较发育,有良好的断裂导水带和强补给进水边界,因此,认为直接补给条件良好,分值按规定为16。
2)含水性导水性:根据T=K·M计算,T值为70.18~321.3,分值为16。
3)水压与隔水层厚度比,r=P/M,r值为0.047~0.067,分值为10。
4)疏放效果q为51.45~38.56,s为0.14~0.34,分值为16。
5)矿井涌水量(Q),根据历年矿井涌水量大于60m3/min,1988年12月为62.53m3/min,分值为18。
6)突水威胁程度w:即已突水的工作面个数与工作面总数之比,为0.5,分值为18。
该6个指标总数为94,大于90,故该矿为极复杂型矿井。
E. 谁能告知一下水文地质条件的类型!
水文地质条件类型很少这样说,你得意思是如何叙述水文地质条件吧,一般来说分为:1控制地下水赋存的主要因素2地下水系统特征及划分3 地下水水化学及同位素4 地下水循环5地下水富集规律
F. 工程地质与水文地质 地下水有哪些类型
关于地下水按含水层介质类型的分类,目前存在着如下两种分类方案。
第一种分类方案是以俄罗斯和中国为主的一些国家,承袭了原苏联水文地质学者的地下水分类的基本观点,即以含水介质的空隙类型作为划分地下水类型的基本依据。该种分类的基本观点是岩石的基本类型和岩石中的空隙类型之间有着完全的对应关系;而一定类型的空隙(包括粒间孔隙、裂隙和溶蚀孔洞)则赋存一定类型的地下水。按照这一观点,可把地下水划分为孔隙地下水(松散未胶结岩石)、裂隙水(非可溶性坚硬岩石)和岩溶水(石灰岩、白云岩等可溶性岩石)三种。由于这种分类能直接反应出岩石类型、贮水空隙类型和地下水类型三者之间的相互依存关系。因此这个分类便成为寻找、勘探、评价与开发地下水资源的理论基础;也被广泛用于水文地质教科书及各种地下水勘查规程和水文地质科研、生产中。
地下水按含水介质分类的第二种方案,可以欧美国家为代表,即直接以岩石的类型作为划分地下水类型的依据。例如笔者从美国Davis和Dewiest所著“水文地质学”(1966年)、加拿大、R.A.Freeze和J.A.Cherry出版的“地下水”(1979年)、以色列J.贝尔所著“多孔介质流体动力学”(1979年)、日本山本藏毅所著“地下水水文学”(1992年)等专著中均可见到。书中虽然没有专门的地下水分类的章节,但这些学者均按照岩浆岩和变质岩、火山熔岩、沉积岩(或进一步分为砂质岩石和碳酸盐岩)、冲积层、永冻层等岩石类型来描述其中的地下水特征,或者按岩石类型来命名含水层(如火成岩变质岩含水层,碳酸盐岩含水层和碎屑岩含水层等等)。这种分类方案的优点是比较直观,且易于掌握。但是岩石类型繁多,这种地下水分类就未免五花八门,缺少科学的系统性。同时,这种分类也不能反应出地下水贮、导水性质等重要特征。
比较以上两种地下水按介质条件的分类方案,显然按岩石空隙类型的分类更具科学性。但是,近年来,随着地下水勘探和开发工作的深入,发现这种单一按含水介质孔隙类型的地下水分类方案仍然不够完善,主要存在以下几方面的问题。
(1)岩石类型、空隙类型和地下水类型之间并无绝对的对应关系。例如裂隙空隙并非非可溶性的坚硬岩石所独有,松散岩石中的黄土和某些粘土也存在大量的裂隙空隙;尺寸较大的孔洞空隙也并非可溶性的碳酸盐岩石所独有,某些含有可溶质成分的碎屑岩石(如胶结物或角砾为可溶性的角砾岩),甚至于火山熔岩中也存在各种孔洞及管道空间。
(2)在三大基本岩石类型(松散岩石、非可溶性坚硬岩石、可溶性岩石)之间存在一些过渡类型的岩石;它们常具有两种类型的贮水空隙系统(即双重孔隙介质)。如我国中生代和新生代第三系地层中的许多半胶结(半坚硬)的碎屑岩,既有粒间孔隙又有成岩和构造裂隙的存在。亦即,既含有孔隙地下水又赋存有裂隙地下水。前已提出的某些含可溶质成分的碎屑岩,也可能同时具有成岩、构造裂隙和溶蚀裂隙、孔洞以至管道空间,即既含裂隙水又赋存岩溶水。我国西北地区的黄土亦是如此,既是孔隙含水、也是裂隙(垂直裂隙)含水的双重孔隙介质。在目前以含水层介质类型为基础的地下水分类中,并未明确这部分过度类型岩石、双重性质空隙类型地下水的位置。
(3)近年来在地下水勘探、开发中,发现了一些新的贮水空隙类型。如具有十分重大含水意义的基性熔岩中的大尺寸熔岩隧道、坚井和孔室空间,以及某些玄武岩中的大孔洞层(可能为埋藏的火山灰碴),这些空隙和地下水类型在目前通用的地下水介质分类中也没有位置。以上问题说明,简单的按照岩石类型和空隙特征来划分地下水类型,既不完全符合地下水赋存形式的客观实际状况;也不能概括自然界存在的所有地下水类型。因此,对目前广泛使用的这个地下水分类仍有必要进一步完善和改进;对三大类地下水的概念,特别是裂隙水的概念也需重新进行定义。
G. 水文地质类型及其复杂程度评价
矿区中深抄部水文地质条件与浅部各井田基本相似,煤系及其上覆地层各含水岩组的含水空间,以裂隙为其主要特征。由于裂隙水的补给条件较差,因此富水性一般都很弱。从浅部生产矿井实践证明,对煤层开采无较大影响。
煤系基底的奥灰岩,含水空间以溶蚀裂隙为主,由于其发育程度不同,致使其富水性具有明显的不均一性,而形成非均质的统一含水体,由于其具有区域性的水位标高,因此不但说明岩溶水的连通性良好且有着较丰富的补给来源。从邻区和区内基建和生产矿井实践证明,当巷道开拓和煤层开采水平低于区域奥灰水水位+380m高程时,均有不同程度的影响和危害。此外当奥灰岩顶面至煤层底板之间的岩层厚度,不能承受岩溶水的静水位压力时,将对煤层,特别是下组煤层的开采造成很大威胁,甚至有引起底板突水而掩没巷道的可能。根据上述情况,本区奥灰岩应属以底板岩溶充水为主,水文地质条件复杂的类型。
H. 矿床水文地质类型的划分
开采矿床必须与地下水作斗争。因此,就必须研究矿坑(井)的充水条件、涌水规律和防治水措施。在总结研究各类矿床的水文地质特征基础上,根据相似的水文地质条件和矿床开采时所产生的共同问题,人们将矿床(主要指固体矿床)划分为若干个矿床水文地质类型进行研究,即对矿床进行水文地质分类。换句话说,根据充水条件和矿床开采时所产生的水文地质问题划分的矿床类型,称矿床水文地质类型。划分矿床水文地质类型的目的是为指导矿床水文地质勘查和矿区水源的综合调控及防治。
分类时应遵循以下原则:①理论联系实际,便于应用;②必须突出控制矿坑充水条件的主导因素,以便揭示主要问题;③概念明确,简单实用。
1991年原国家地质矿产部、国家技术统计局联合颁发的国家标准《矿区水文地质工程地质勘探规范》(GB12719-91)中对矿床水文地质类型的划分见表12-3。
该分类首先以“矿床充水的主要含水层类型”将固体矿床划分为三类:第一类是以孔隙含水层充水为主的矿床,简称孔隙充水矿床;第二类是以裂隙充水含水层为主的矿床,简称裂隙充水矿床;第三类是以岩溶含水层充水为主的矿床,简称岩溶充水矿床,本类型又划分出三个亚类: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。
表12-3 固体矿床水文地质分类
(据《矿区水文地质工程地质勘探规范》,GB12719-91)
其次,将各类充水矿床,按矿体(或矿层)与主要含水层的接触关系及进水方式分为直接进水矿床、顶板间接进水的矿床、底板间接进水的矿床。
最后,将各类充水矿床,根据与当地侵蚀基准面及地表水位的关系,地表水体的影响程度,主要含水层和构造破碎带的富水性、补给条件、矿层直接顶底板隔水层的稳定性等影响因素,划分为三型,第一型:水文地质条件简单的矿床,第二型:水文地质条件中等的矿床,第三型:水文地质条件复杂的矿床。
矿床水文地质类型按类(或亚类)-进水方式-水文地质条件复杂程度来命名。例如,广东凡口铅锌矿区属于以溶洞为主、顶板间接进水、水文地质条件复杂的岩溶充水矿床类型。
上述规范中还规定了富水性的界线,水文地质条件简单矿床的正常排水量小于5000m3/d,中等者介于5000~20000m3/d,复杂者大于20000m3/d。
I. 中国矿床水文地质类型划分
中国矿床水文地质分类的研究是从新中国成立后开始的,在初期主要是由在中国工作的前苏联专家进行的,由我国专家进行的矿床水文地质分类开始与20世纪50年代末期。
1959年,王锐等人编著出版《中国固体矿床水文地质分类》一书,首先以气候因素分出干旱区矿床与非干旱区矿床两组,其次考虑矿床与侵蚀基准面之间的关系分为4个亚组,最后以造成矿床充水的主要充水岩层分为5类(表1.1)。并且根据开采方式分为露天开采与地下开采,然后把上面的分类组合归纳到简单、中等、复杂、极复杂4个级别中来。
表1.1中国固体矿床水文地质分类
1962年,地质部与煤炭部联合颁发的《矿区水文地质工作规范(第一分册煤及油页岩)》中,根据我国的自然地理、地质及水文地质特征,将煤田划分为:
1)充水岩层以疏松及半胶结岩层为主。
2)充水岩层以坚硬裂隙岩层为主。
3)充水岩层以岩溶化岩层为主。
4)充水岩层以坚硬裂隙或岩溶化岩层为主并为厚的疏松含水层覆盖。
每类又根据水文地质条件的复杂程度划分为简单、中等、复杂、极复杂四种。同年,地质部与冶金部联合颁发的《矿区水文地质工作规范(第二分册金属矿床)》划分为:
1)按矿床产状划分为层状与非层状两组。
2)每组又分为:充水岩层以坚硬裂隙岩层为主;以岩溶化岩层为主;以裂隙或岩溶化岩层为主并为较厚的疏松含水层覆盖的矿床等3类。
每类又按水文地质复杂程度划分为简单、中等、复杂、极复杂四种。
1974年国家计委地质局颁发的《矿区水文地质规范(试行)》提出的分类是按矿床充水含水岩层的空隙特征,把固体矿床分为三类,即:
第一类充水岩层以孔隙岩层为主的矿床。
第二类充水岩层以裂隙岩层为主的矿床。
第三类充水岩层以溶洞岩层为主的矿床。
又根据水文地质工程地质条件的复杂程度进一步划分为简单、中等、复杂3种。
1981年,由水文地质研究所等十个单位组成的“地矿部岩溶充水矿床类型研究组”在全国重点岩溶充水矿山水文地质回访调查的基础上,经过大量研究分析提出了中国岩溶充水矿床水文地质勘探类型。这个分类的原则如下:
1)类的划分:根据对矿床充水的岩溶含水层的充水空间形态不同可把岩溶充水矿床分为三类,即:①以溶隙充水为主的矿床;②以溶洞充水为主的矿床;③以暗河管道充水为主的矿床。
2)型的划分:矿床充水岩层与矿层的不同接触组合关系直接关系到矿床开采时岩溶水进入矿坑的进水方式、进水途径及进水条件,影响矿山开采的防治水措施及水文地质勘探工作,按充水岩层与矿层的接触组合关系可以分为:①顶板直接接触;②底板直接接触;③顶板间接接触;④底板间接接触。
3)水文地质条件复杂程度划分:考虑矿层(体)与当地侵蚀基准面及地下水位的关系、地表水体的影响、充水岩层的分布面积(或汇水面积)、断裂构造的发育程度及岩溶塌陷程度等几个主要因素划分为简单、中等、复杂等3级。
该分类原则已为1991年出版的《矿区水文地质工程地质勘探规范》采纳。
在此规范中根据矿床主要充水含水层的容水空间特征,将充水矿床分为3类,即:
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,以裂隙含水层充水为主的矿床,简称裂隙充水矿床;第三类,以岩溶含水层充水为主的矿床,简称岩溶充水矿床。
第三类还可进一步按岩溶形态划分为3个亚类,即: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。
各类充水矿床按矿体(或矿层,下同)与主要充水含水层的空间关系,将充水方式分为:
直接充水的矿床:矿体主要充水含水层(含冒落带和底板破坏厚度)与矿体直接接触,地下水直接进入矿坑。
顶板间接充水的矿床:矿床主要充水含水层位于矿层冒落带之上,矿体与主要充水含水层之间有隔水层(柱)或弱透水层,地下水通过构造破碎带、导水裂隙带或弱透水层进入矿坑。
底板间接充水的矿床:矿床主要充水含水层位于矿层之下,矿层与主要充水含水层之间有隔水层或弱透水层,承压水通过底板薄弱地段、构造破碎带、弱透水层或导水的岩溶陷落柱进入矿坑。
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负责程度,将各类充水矿床勘探的复杂程度划分为3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及中等,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。
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,或主要矿体虽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。
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,并具有较高水压;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。
1995年,刘启仁等人编著出版的《中国固体矿床的水文地质特征与勘探评价方法》一书中,据气候因素、主要充水岩层的岩性和空隙性,以及矿床与含水层的接触组合关系等划分区、类、亚类和型,如表1.2所示。
表1.2中国固体矿床的水文地质类型
J. 矿井水文地质类型划分为几种
中等煤矿水文地质类型划分4类:
一、水文地质简单(1、露头区被粘土类土回层覆盖;2、被答断层切割封闭;3、地表泄水条件良好;
4、属于深部井田;5、在当地侵蚀基准面以上开采;6、属高原山地背斜正地形,煤层底部灰岩无出露;7、煤层距顶底板上下富含水层距离很大)
二、水文地质中等(受采掘破坏或影响的孔隙裂隙,溶隙含水层补给条件一般,有一定的补给水源)
三、水文地质复杂(1受采掘破坏或影响的主要是灰岩溶隙-溶洞含水层,厚层砂砾石含水层(煤层直接顶底板为含水砂层),其补给条件好,补给水源充沛。2未开展水文地质普查,存在老窑积水,资料不齐的整合和技改矿井。)
四、水文地质极复杂(受采掘破坏或影响的为岩溶含水层,其补给条件很好,补给水源极其充沛;1、矿井经常的直接或间接受煤层顶底部灰岩溶洞-溶隙高压富水含水层突水的威胁;2、灰岩露头分布范围广,河溪发育,山塘水库多;3、在高原山地向斜正地形矿区灰岩岩溶特别发育常形成暗河系统或汇水封闭洼地)