第六章 矿山水文地质调查

新编水文地质手册

第六章 矿山水文地质调查

第一节 矿山水文地质调查内容

一、矿山水文地质分类

为了有针对性地做好矿井水文地质条件的评价工作，根据受采掘破坏或影响的含水层性质、富水性及补给条件，单井年平均涌水量和最大涌水量、开采受水害影响程度和防治水工作难易程度等影响指标，把矿井水文地质划分为简单、中等、复杂、极复杂四个类型（见表6-1-1）。

表6-1-1 煤矿矿井水文地质类型表

注：单位涌水量以井田主要含水层中有代表性的为准。

二、矿山水文地质调查内容分类

（一）极复杂型矿山

必须按照水文地质特点和开采需要进行补充调查、勘探和专门试验，建立井上、下水动态观测网，坚持长期观测，健全观测资料台帐和历时曲线等，还应做到：

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1．高原山地向斜的地形岩溶矿区，要注重岩溶调查、暗河探测和封闭汇水洼地的水均衡工作，研究分析探放、堵截暗河水的方案与措施。

2．石灰岩露头分布范围广、河溪发育、山塘水库多的矿区，要注重地表水体、岩溶泉与井下出水点关系的调查分析，做好探放溶洞水工作，防止重大突水的威胁。

3．经常直接或间接受煤层顶底部石灰岩溶洞—溶隙高压富含水层水突出威胁的矿区（井），要开展区域水文地质综合调查，研究岩溶发育规律，并采用大口径抽水、井下大型放水试验及连通试验，勘查岩溶水集中强径流带或岩溶管道带的分布。研究制订具有针对性的堵截水源、疏降等措施方案。要注重矿井突水与隔水层岩性、厚度、水压、构造及采矿等关系的研究，不断寻求突水规律。

4．岩溶矿区要注重地面岩溶塌陷规律的调查研究，寻求防治岩溶水的途径。

（二）复杂型矿山

根据各矿的特点和开采需要，参照中等型矿山的要求进行工作。其中：

1．开采含水（流）砂层、厚砾石层及地表河、湖等水体下煤层的矿区（井），要分析研究煤（岩）柱的隔水性能，注重观测导水裂隙带高度，研究其规律。

2．开采煤层顶板直接为含水（流）砂层的矿井，进行开采应加强砂层水疏干和水砂分离方法的研究。

3．山区地表渗漏水较严重的矿井，要注重渗漏调查、实测并研究制订防渗措施方案。

（三）中等型矿山

根据开采需要，进行一些单项的水文地质补充调查、勘探、试验、动态观测和正常的井下水文地质工作。

（四）简单型矿井

根据矿井的具体情况，进行正常的水文地质工作。

三、地面水文地质补充调查

（一）气象资料

调查气温、气压、风速、风向、降雨量、蒸发量及其历年月平均值和两极值等。 一般情况下可以利用矿区附近的气象站资料，但在离气象站30km以外时，应单独设站观测上述各要素。

（二）地貌

地貌的调查应与分析研究矿井水文地质条件密切配合，着重观察描述与地下水富集有关或由地下水活动引起的地貌现象。

调查由开采和地下水活动而引起的滑坡、塌陷、人工湖等地貌变化及岩溶发育矿区的各种岩溶地貌形态，包括：

1.平原、丘陵、山地、盆地等基本地貌单元的调查；

2.河谷地貌的调查；

3.河流阶地的调查；

4.冲沟的调查；

5.微地貌的调查。

（三）地质

1．第四系地层调查

调查第四系松散覆盖层、基岩露头的时代、地层的层次、岩性、厚度、颜色、岩相、结构与构造特征、特殊夹层、各层间的接触关系、所含化石、有无古河床的存在、富水性及地下水的露头点所处的地貌部位等，划分出含水层或相对隔水层。

2．基岩地层调查

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调查基岩地层岩石名称、颜色、成分、结构和构造、产状、岩相变化、成因类型、特征标志、厚度（单层、分层和总厚）、地层年代和接触关系等，划分出基岩含水层和隔水层。

调查碎屑岩的颗粒大小、形状、成分、分选情况、胶结类型和胶结物的成分、层理、层面构造和结核等；

调查泥质岩类的物质成分、结构、层面构造；

调查碳酸岩类的化学成分、结晶情况、特殊的结构和构造、层面特征、可溶性与岩溶现象等；

调查火成岩的成因类型、产状、规模、与围岩的接触关系、原生裂隙和岩脉等； 调查变质岩的成因分类、变质类型、结构、构造、片理、劈理等。

（四）含水层与隔水层

1．调查含水层和隔水层的岩性结构特点

调查松散地层的亚砂土相对于粘土是含水的，相对砂砾石层又可视为隔水层；煤系中砂岩相对页岩是含水层，相对富水的石灰岩岩溶含水层可视为隔水层。

2．调查矿井长期疏干含水层（组）使含水层性质改变

煤系顶扳上部的含水层，由于开采疏干，位于降落漏斗范围内的含水层孔隙中储存的水，通过采动产生的导水裂隙流向井巷，使含水层变为透水层；底板承压含水层由于疏干，承压区转变为无压区。在矿区补充水文地质调查中，除正常调查外，对煤层底板含水层和隔水层应有所侧重。

3．调查顶板含水层的水位、水质变化程度

调查含水层被疏干或降压时导水裂隙带发育高度与主要含水层的关系，地面塌陷位置与矿井水的关系，含水层中地下水的补给、径流、排泄条件的变化等，预测补给半径扩展速度、范围和矿井排水量的变化。

4．调查底扳含水层的厚度、水压、空隙率、富水性

提出疏水降压的安全水压值以及控制水压的安全高度，将含水层的静水压力控制在安全水压范围内，达到只降压、不疏干的目的。

5．隔水层的调查

调查隔水层岩性、厚度、力学强度及分布范围。

隔水层在矿井疏降水的过程中，起着阻隔水流的作用；主要隔水层在煤层开采后不受破坏，完整的隔水层可以减少顶板含水层水对矿井的补给；同时，阻止大气降水、地表水向底板承压含水层渗入。此外，还应了解煤厚、开采方法和顶扳管理方法，通过改变开采方法、改善顶板管理来保护隔水层。

（五）地质构造

在煤田勘探过程中，通过钻探等手段基本查清了井田内的主要断层，但一些小断层往往易被遗漏；某些地段由于工程量控制不足，一些较大的断层或裂隙的特点难以查清。

1.在建井和开采时，必须对巷道揭露的每一条断层进行详细的观查、记录和分析研究，对所揭露的断层应作素描图，裂隙发育带应选择有代表性的地段、进行裂隙统计；

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2.调查断裂构造的形态、产状、规模、性质、断层断距、破碎带的范围、充填或胶结程度，断层带两侧岩性和裂隙发育程度，断层带的充水状态，断层在延展方向是否切割了大的含水体和含水断层等及断层导水性；

3.调查有无泉水出露、水量大小等，了解泉的性质和观测泉流量，采水样分析水质，分析补给水源；

4.查明褶皱构造形态、位置、规模、沿走向的变化规律和倾伏情况。

（六）地表水体

1．调查与搜集矿区河流、渠道、湖泊、积水区、山塘、水库的历年水位、流量、积水量、最大洪水淹没范围、含砂量、水质和地表水体与下伏含水层的关系等。

2．调查矿区范围内的河流、湖泊、池塘、沟渠、水库、塌陷坑等地表水体的位置及周围的地形特征。

3．调查地表水体的形态，内容包括：河流（沟渠）的宽度、长度和深度；湖泊、水库、池塘、塌陷坑等水体面积和积水深度，塌陷坑或煤系岩层露头带有无地表水的渗漏等。

4．调查地表水体附近的地层岩性、地貌条件及其所处的构造部位，查明地表水体是否影响煤层的开采。

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