为什么要水文地质补充勘探

『壹』 矿井水文地质补充勘探的原则

第15条 矿井水文地质补充勘探的原则是在原勘探资料的基础上进行补充勘探，以查明采区或水平所在水文地质单元的补给边界条件，主要含水层的富水性、水压、断裂构造等，进行水文地质复杂程度的分区、分带，注意对L₈至L₂之间岩性及奥灰岩性进行了解。

1）矿井应按不同水文地质单元（或水平、地区）建立健全地下水动态观测系统，观测系统的对象以奥灰、二灰、八灰和冲积层等主要含水层为主，布置钻孔应尽可能成组，即在同一地点对奥灰、二灰、八灰和冲积层同时都布置观测钻孔。

2）逐步做到落差大于50m的断层的两盘至少有两个不同含水层的观测孔，以了解两盘含水层的补给关系。

3）开拓延深，开采新煤层，扩大井田范围，专门防治水工程等需要查明水文地质条件。

4）井巷工程穿越断层或富含水层时，应查明穿过地段的断层的导水性和含水层的富水性。

第16条 矿井水文地质补充勘探设计的基本要求：

1）矿井水文地质补充勘探设计，应按规定报批。

2）设计要依据充分、目的明确、工程布置针对性强，要充分利用矿井有利条件，做到井上、井下结合，钻孔施工前要与矿井取得联系，做好钻孔含水层封闭工作，防止发生钻孔突水。

3）水文地质补充勘探完成后，必须在三个月以内提交成果报告或资料。

4）水文地质钻孔和各种试验的施工技术，除按本细则规定有关条文执行外，其他应参照煤炭地质勘探有关规程的规定执行。

『贰』 为什么要学地质勘探专业

学地质勘探专业的原复因：制
1、学习地质勘探专业，才能学会如何去了解地下所蕴藏的巨大财富和资源，并且用自己掌握的知识，去想各种办法开采它们。
2、学习地质勘探专业，还能够通过探测地壳活动，去有预见性的预测地震、海啸等地质相关的灾难，从而能够提前避开灾难的发生。

“地质勘探”即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动。是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作。

『叁』 水文地质条件补充勘探

（一）物探

要准确确定小矿越界采空区及其积水情况，必须在采用人工调查方式的基础上，采用地面瞬变电磁方法进一步确认15采区东北部、23采区东部及31采区西部小媒矿越界采空及积水情况，保证采区开拓掘进的安全。探测范围约3km²。

对西翼采区（约3km²）采用地面三维地震勘探查明二₁煤煤层中构造发育情况，控制落差在5m以上的断层。

（二）水文地质钻探

水文地质钻探与地下水观测系统建设同步进行，在地面观测孔及井下观测孔施工过程中探查L_5-6灰岩、L_1-3灰岩和奥陶系灰岩富水性，具体要求按水文地质勘探规程。

（三）水文地质试验

根据对超化煤矿现有资料的分析，地面观测孔完成后可进行抽水试验和连通试验，井下疏水巷和疏水钻孔完成后可进行井下放水试验，也可采用脉冲干扰试验的方法。

1.抽水试验

（1）抽水试验目的

1）确定抽水井（孔）特征曲线和实际涌水量，评价含水层的富水性，推断和计算井（孔）最大涌水量与单位涌水量；

2）确定含水层水文地质参数，为评价地下水资源、预测矿井涌水量、确定矿井疏干排水方案等提供依据；

3）判定龟山断层性质，了解各灰岩含水层（组）之间的水力联系。

（2）抽水试验安排

1）正式抽水试验：在WO2孔进行正式抽水试验一次，试验时段约144h。要求进行3次降深非稳定流抽水试验，原有灰岩水文孔和新增水文孔约11个孔均进行观测。在抽水试验过程中，同时进行地下水示踪试验，探查龟山断层的导水性，L_1-3灰岩和奥陶系灰岩含水层的连通性以及含水层间的水力联系（见水文地球化学探查）。

2）简易抽水试验：地面各观测孔钻进至目的层位均进行简易抽水试验1次，试验时段72h。要求做一次最大降深抽水试验，是否有观测孔不做要求。

（3）水位、水量观测基本要求

1）观测孔及抽水主孔静止水位观测。一般每小时测定一次，3次所测数字相同或4h内水位相差不超过2cm，即为静止水位。

2）动水位及水量观测。抽水孔动水位、水量的观测与观测孔水位的测量工作需同时进行。较远的观测孔，可在开泵后延迟一段时间观测。

i.按稳定流公式计算参数时，抽水孔的观测时间间距视稳定情况而定。一般开泵后水位和水量波动较大，应每5～10min观测一次。然后，视稳定程度，改为15min或30min观测一次；

ii.按非稳定流计算参数时，抽水孔应保持出水量（或水位）为常量。若前后两次观测的流量变化超过5%时，应及时调整。观测时间主要应满足于绘出计算用的各种曲线图，特别是对数关系曲线。要求在开泵的头10～20min内，尽可能准确记录较多的数据。一般观测时间间距如下（min）：1，2，2，5，5，5，5，5，10，10，10，10，10，20，20，20，30，30……

iii.一般情况下，抽水试验结束或中途因故停泵，应进行恢复水位观测。观测时间间距，应按水位恢复速度确定。一般为1，3，5，10，15，30……单位为分钟，直至完全恢复。观测精度的要求同静止水位的观测。

3）稳定标准要求。①抽水过程中的水位和水量历时曲线不能有逐渐增大或减少的趋势；②在稳定时间段内，主孔水位波动值不超过水位降低值的1%；当降深小于10m时，水位波动值不应超过3～5cm。观测孔水位波动值不应超过2～3cm；③抽水量波动值不超过正常流量的5%，当水量很小时可适当放宽；④当主孔和观测孔的水位与区域地下水位变化趋势及幅度基本一致时可以视为稳定。

2.井下放水试验

放水试验可在不同阶段按解决问题的不同分别进行。

1）在22，21，23采区井下水文地质观测孔施工期间，在钻孔钻至设计深度并埋设孔口装置后，进行简易放水试验，观测钻孔涌水量和钻孔水压（水位）。当已有多个观测孔时，一孔放水时，应在其他孔进行水压（水位）观测，特别应注意观测水位恢复曲线。观测数据可用于计算含水层水文地质参数，评价工作面或采区涌水量。

2）在疏水巷中布置的放水孔全部完成后，在西翼采区和东翼采区联合进行一次L_1-3灰岩含水层放水试验。放水孔分布在21，22，31采区，计12个孔，预计稳定放水量1000～1200m³/h，观测系统则尽可能利用井田范围内已完成的井上、下观测孔，约33个，包括L_5-6灰岩观测孔、L_1-3灰岩和奥陶系灰岩观测孔。试验采用大流量、大降深、非稳定流方法，放水试验时间包括水位恢复观测共15～20d。此次试验将对L_5-6灰岩、L_1-3灰岩和奥陶系灰岩含水层进行联合观测，充分暴露块断内L_1-3灰岩含水层的水文地质条件，L_5-6灰岩、L_1-3灰岩和奥陶系灰岩含水层间的水力联系，查明块断水文地质边界条件，计算含水层水文地质参数，预计矿井涌水量。同时，放水试验时L_1-3灰岩和奥陶系灰岩含水层的水位动态也将为深部开采的防治水方案提供重要依据。

（四）水文地球化学探查

1.取水样地点和方法的要求

为了建立不同含水层的水质判别标准，应在钻孔中或井下采取不同含水层的水样，即：二₁煤顶板砂岩水、老窑水、L_7-8灰岩水、L_5-6灰岩水、L_1-3灰岩水和奥陶系灰岩水。

取样点的分布应尽量广泛，同一个钻孔的水质应定期化验，跟踪水质变化。这样所建立的判别函数更具代表性，不会因“特例”而出现不应有的误判。

2.水样采取数量和测试要求

奥陶系灰岩水水样：在新布奥陶系灰岩观测孔、原有观测孔及奥陶系灰岩供水孔中分别采取，观测孔中取样要求使用定深取样器，经洗孔后在孔内取一组水样，一部分做水质全分析，一部分做δT，δD，δ¹⁸O值的测定。

二₁煤顶板砂岩水和L_7-8灰岩水样：在地面不同观测孔内分别取样，各取3组，做水质简分析。

老窑水水样：在井下老窑水出水点分别采取，共取3组，做水质全分析。

L_1-3灰岩水样在井下放水孔中采取，各放水块段分别采取，共取3组，一部分做水质全分析，一部分做δT，δD，δ¹⁸O值的测定。

3.放水试验时的水样分析要求

在放水前3日内，于放水孔和观测孔采集简易水质分析样。

当放水量达到最大且各观测孔水位基本稳定时，在所选孔中再取3组同位素水样，而当整个放水试验结束且观测孔水位恢复水位稳定时，再取最后3组水质简分析样和环境同位素样。

水样的采取方法应按照部颁“煤炭资源地质勘探地表水、地下水长期观测及水样采取规程”执行。

（五）岩石力学参数测试

煤层底板隔水层岩石力学性质是底板隔水层抗水压能力及带压开采理论计算的重要数据，因此，在地面观测孔施工过程中应采取相应层位的岩样，做岩石力学试验。

地面2个奥陶系灰岩孔及3个L_1-3灰岩孔分别采取二₁煤底板岩样，用以测定隔水层岩石力学性质，每孔取1组，每组18个岩样，共计5孔（组）。

单孔岩样测试项目：密度：1块；容重：1块；抗压强度：3块；抗拉强度：3块；弹模与泊松比：1块；抗剪：6块；渗透性：3块。

『肆』 水文地质补充勘探

（一）水文地质观测网

水文地质观测孔的布置原则是：①尽量减小钻孔的深度，即充分利用井下巷道，尽量将钻孔布置在井下，以减少费用。②一孔多用，即既是水文地质观测孔又是地应力探查孔，既作放水孔又作井下供水孔，既观测水位又探查和观测水温。③钻孔易于施工和观测。④经久耐用，不被采矿破坏。⑤分层观测，重点控制，即要观测太原组灰岩上段、太原组灰岩下段、寒武系灰岩和奥陶系灰岩各含水层，重点控制太原组灰岩和奥陶系灰岩含水层。⑥以矿内为重点，内外结合，即观测孔重点布置于井田内部，兼顾矿外，了解井田边界断层的导水性。

白坪矿设计长观孔的孔深及坐标见表2-3。

表2-3 白坪矿设计长观孔一览表

（二）水文地质试验

水文地质试验的目的如下：

1）探查太原组上段石灰岩和奥陶系灰岩含水层的富水性、导升高度、补给来源、径流方式、导水陷落柱。

2）探查水文地质边界条件——断层的导水性。

3）通过电算求取各区渗透系数、储水系数、导水系数、给水度等水文地质参数，计算矿井涌水量，为今后的疏干降压提供依据。

4）探查奥陶系灰岩水对太原组上段灰岩的越流补给地区和补给强度。

5）进行水文地质分区，为以后的分区治理提供依据。

水文地质试验将分为：①奥陶系灰岩放水试验；②太原组灰岩放水试验；③顶板砂岩放水试验。试验将采用非稳定流方法进行简易放水试验、脉冲试验、大型联合放水试验。

在矿井地下水观测系统形成以后，进行简易放水试验。如果简易放水试验时，水压变化很小，则认为不能完全暴露水文地质条件，简易放水试验效果欠佳。在矿井排水能力允许的条件下，可进行大型联合放水试验，该放水试验可以形成足够大的降深，充分暴露区域水文地质条件。

脉冲干扰试验的基本原理是：在一个孔中对地下水进行激发，使之产生一定频率的压力波向四周扩散。对于含水层不同的含水性和不同的水文地质条件（如阻水断层或导水断层等），波的传播会有不同的反应（如波形、波速、波幅滞后时间等）。提取观测孔接受仪（检波器）的信息，经过滤波处理后，即可进行水文地质参数计算和水文地质条件识别。波的激发可采用一定频率的间歇性压水、压气、取水或爆破方法来实现。总之，短期、工程量小的周期性脉冲干扰试验可以代替工期长、规模大、费用高的放水试验。该方法的优点是：快捷、准确、工程量小、时间短、费用低，可弥补因钻孔出水量小而不能反映水文地质条件的弊端。缺点是：只产生微小的水位波动，不能反映水位降低以后的水文地质条件变化，对不同含水层的水力联系几乎没有反映。

（三）水文地球化学试验

地下水的化学特征是围岩矿物和水流之间内在关系所形成的结果，地下水的化学特征决定于地下水运动时接触的围岩成分，循环的水文地质条件和氧化还原环境等，是其接触的围岩成分、循环的水文地质条件和氧化还原环境的反映。因此，水文地球化学方法是研究含水层的水文地质条件的重要手段。

白坪井田特殊的地质构造条件造就了其特殊的地球化学环境，通过对井田内各含水层和大气降水的水质、微量元素、环境同位素及水温的系统分析和研究，划分其水质类型，确定地球化学环境，判别水源，了解和提供不同含水层和水源之间的连通情况和补给关系，确定其成因，居留年龄、补给高程；在井下放水试验过程中，配合进行多元示踪试验，探查含水层间的水力联系及连通通道，为矿井防治水提供可靠依据。

『伍』 矿井在哪些情况下应当进行水文地质补充勘探工作

《煤矿防治水规定》
第三章 水文地质补充调查与勘探
第四节 水文地质补充内勘探
第二十九条容 矿井有下列情形之一的，应当进行水文地质补充勘探工作：
（一）矿井主要勘探目的层未开展过水文地质勘探工作的；
（二）矿井原勘探工程量不足，水文地质条件尚未查清的；
（三）矿井经采掘揭露煤岩层后，水文地质条件比原勘探报告复杂的；
（四）矿井经长期开采，水文地质条件已发生较大变化，原勘探报告不能满足生产要求的；
（五）矿井开拓延深、开采新煤系（组）或者扩大井田范围设计需要的；
（六）矿井巷道顶板处于特殊地质条件部位或者深部煤层下伏强充水含水层，煤层底板带压，专门防治水工程提出特殊要求的；
（七）各种井巷工程穿越强富水性含水层时，施工需要的。

『陆』 工程前为什么要进行地质勘测

工程前地质勘测是来为了在对自矿产普查中发现有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作。

“地质勘探”即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动。

其中物理勘探简称“物探”，是以各种岩石和矿石的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异为研究基础，用不同的物理方法和物探仪器，探测天然的或人工的地球物理场的变化，通过分析、研究获得的物探资料，推断、解释地质构造和矿产分布情况。

(6)为什么要水文地质补充勘探扩展阅读：

方法：

主要有坑、槽探、钻探、地球物理勘探等方法。

坑、槽探

就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽、井、洞。以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层的地质结构，并能取出接近实际的原状结构土样。

钻探

是指用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地表下地层，并可以沿孔深取样的一种勘探方法。钻探是工程地质勘察中应用最为广泛的一种勘探手段，它可以获得深层的地质资料。

『柒』 水文地质勘察的作用是什么

水文地质勘察主要在野外进行，工作的结果需要提交水文地质勘察报告并附有相应的图回件。根答据目的、任务、要求和比例尺的不同，水文地质勘察可分为综合性的水文地质普查和专门性的水文地质勘探两类。
一、水文地质普查
其目的是查明区域水文地质条件，了解该调查地区地下水的埋藏、分布状况及补给、径流、排泄条件，概略估算地下水资源的数量和质量，为国民经济规划提供基础资料。普查的结果一般用水文地质图（比例尺一般为1:20万或更小）表示并附有相应的普查报告。
二、专门性的水文地质勘探
为各种专门目的而进行的比较详细的水文地质勘察工作。一般在水文地质普查的基础上进行，采用较大的比例尺。如供水水文地质勘探、矿床水文地质勘探、地热水文地质勘探等。在工作中一般要投入较多的勘探工程量。与工程的设计阶段相适应，专门性的水文地质勘探常可分为初步勘探和详细勘探两个阶段，每一阶段工作的结果都要提交专门性的水文地质勘探报告和有关的图件。

『捌』 地面水文地质补充勘探

第17条 地面水文地质钻孔的设计（技术指标书）和施工主要技术要求：

1）每个钻孔都要按照勘探设计要求进行单孔设计，包括钻孔结构，止水要求，终孔直径，终孔层位，孔斜，岩心采取率，岩心质量系数（岩心＞10cm的总长与进尺比），封孔质量，简易水文观测及地球物理测井等。

2）钻孔施工主要技术要求：① 必须采用清水钻进，遇特殊情况需改用泥浆时，必须取得地质部门的同意，但事后要采取补救措施；② 抽水试验钻孔的终孔直径不小于108mm，深度大于500m的钻孔，终孔直径按设计要求确定；③ 需要安装深井泵的大口径钻孔，深井泵下放深度以上孔段的孔斜，不得超过2°或按设计要求掌握；④ 主要含水层，试验孔段及松散层勘探孔的岩心采取率，应不低于75%，破碎带的岩心采取率，一般不低于50%；⑤ 钻孔分层（段）隔离止水时，必须通过提水、注水和水文测井等不同方法，检查止水效果，并作正式记录，不合格时，必须重新止水；⑥ 穿过可采煤层的钻孔，如煤层顶板或底板有富含水层时，对顶板导水裂隙带及其以上5～10m孔段，底板以下整个孔深，以及有可能污染水源的整个孔深都必须使用高标号水泥浆封孔，并须取样检查封孔质量是否合格，其他孔段可按有关规程规定封孔；⑦ 观测孔竣工后，要严格抽水洗孔，以确保观测层（段）不被淤塞。

3）水文地质观测孔施工的补充规定：① 套管下到预定位置后，采用高标号水泥浆封堵管壁与孔壁之间的空隙直到孔口，不合格者，必须进行处理或采取其他有效止水方法；② 管壁封堵的水泥浆凝固后再钻进，钻进深度要超过含水层底板2～3m，然后进行抽水、冲孔，确保含水层不被堵塞；③ 必须做好简易水文地质观测，测定含水层的吸水量（或吸水率）、水位、水温等；④ 必须安装好孔口装置，管口应高出地面0.5m，要坚固耐用，观测方便；⑤ 钻孔竣工后，施工单位与使用单位共同验收后移交使用单位，移交后，使用单位须妥善保护，遇有损坏或堵塞，要及时处理。

第18条 抽水试验，生产矿井水文地质补充勘探的抽水试验工作，按 《煤炭资源地质勘探抽水试验规程》的规定执行；此外，补充规定如下。

1）属于下列情况之一者，可用单孔或小口径群孔抽水试验：① 资源勘探阶段无抽水资料；② 对含水层的富水性、影响范围、边界条件不清；③ 在复杂型和极复杂型矿井进行大口径（地面直通式）抽（放）水试验前，选择孔位时。

2）为查明受采掘破坏影响的含水层同其他含水层或地表水体之间是否有水力联系，可以结合抽（放）水进行连通试验。

3）受开采影响钻孔水位较深时，可只做一次最大降深抽水试验；但降深过程的观测，应考虑非稳定流计算的要求，同时应适当加长延续时间。

4）孔群和大口径孔试验的延续时间，就要根据水位-涌水量过程曲线稳定趋势而定，但一般不应少于10天，当受开采疏水干扰，水位无法稳定时，应根据具体情况研究确定。

5）进行水位观测时，在抽水前，应对试验孔、观测孔及井上下有关的水文地质点，进行水位（水压）、流量观测；必要时，可另打专门钻孔测定孔群和大口径孔组的中心水位。

第19条 注水试验。 为矿井防渗漏研究岩石渗透性，或因含水层水位很深无法进行抽水试验时，应进行注水试验。其要求如下：

1）要根据透水岩层的岩性和孔隙，裂隙发育密度确定试验孔段，并严格做好止水工作。

2）注水前，先测定钻孔水温和注入水的温度。

3）试验前，必须彻底洗孔。

4）要连续注入稳定水量，以形成稳定的水位。

『玖』 为什么做了地质勘察，还要做施工补充勘察

目的是为了解决编制各个建筑物及其各个部分的施工详图时的工程地质问题。主要是利用各种开挖面和施工导硐进行，必要时还可布置专门性的平硐、大口径钻井以及现场试验等。

为了提供各设计阶段所需的工程地质资料，勘察工作也相应地划分为选址勘察（可行性研究勘察）、初步勘察、详细勘察三个阶段。对于工程地质条件复杂或有特殊施工要求的重要建筑物地基，尚应进行预可行性及施工勘察；对于地质条件简单，建筑物占地面积不大的场地，或有建设经验的地区，也可适当简化勘察阶段。

(9)为什么要水文地质补充勘探扩展阅读：

施工补充勘察的作用：

1、查明工程影响范围内地基土的地层结构、岩土类别、埋藏条件、分布规律及各岩土层的物理力学性质，并评价其工程特性。查明基岩浅埋区覆盖层厚度及基岩风化层厚度、破碎程度；

2、查明拟建场地内地下水类型、埋藏条件及其特性，并对地下水对建筑材料的腐蚀性作出评价；

3、查明场地有无影响工程稳定性的不良地质现象（暗渠、暗塘、地下障碍物、防空洞、旧基础、孤石、甲烷等） 及分布范围，分析其对工程可能产生的影响，并提出整治建议；

4、对基坑开挖的支护方法和降水措施提出建议，对开挖可能导致的岩土问题（如流砂、突涌等）进行预估，提供深基坑围护设计、施工所需的各种参数；

5、结合场地各地段的工程地质条件，提出合理、经济的基础方案，并提供相应的设计参数。提供可供选择的桩基持力层以及相关的桩基设计参数。

『拾』 为什么做了地质勘察，还要做施工补充勘察

勘察阶段分可行性勘察、初步勘察、详细勘察以及施工勘察。选址确定、临内近有地层资料容以及建筑物平面位置确定时可直接进行详细勘察。
但详细勘察中勘察工作的布置是以点代面的(即以勘察孔推测整个场地地层分布情况)，如场地内地层分布条件复杂可能会出现局部地段地层分布和详勘不一致，这时应有针对性的就行施工勘察。
例如，设计根据详勘报告原本选用浅基础，但实际开挖情况不符，更改为桩基础，此时详勘报告里的勘察孔的深度、间距就不再满足规范要求了，必然需要进行针对桩基的施工勘察。