主要矿床水文地质类型的基本特征

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划分矿床水文地质类型的步骤~

矿床水文地质类型的划分
矿床水文地质类型是指导矿床水文地质调查和研究,以便合理选择勘探方法、正确布署勘探工作、有效地防治与利用矿坑水的重要依据。地质矿产部1982年颁发的《矿区水文地质工程地质普查勘探规范》,根据矿床充水的主要含水层的类型,将固体矿床划分为以下三类:
第一类:以孔隙含水层充水为主的矿床,简称孔隙充水矿床。其矿床充水条件和矿坑涌水量的大小取决于充水岩层的颗粒成分、孔隙大小、胶结程度、埋藏条件及与地表水的水力联系程度
第二类:以裂隙含水层充水为主的矿床,简称裂隙充水矿床,其矿床充水条件和矿坑涌水量的大小取决于充水岩层的裂隙发育程度,构造复杂程度以及与地表水的水力联系程度。
第三类:以岩溶含水层充水为主的矿床,简称岩溶充水矿床。其矿床充水条件和矿坑涌水量的大小主要决定于充水岩层的岩溶发育程度及分布和埋藏条件、矿区的构造复杂程度。
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。
各类充水矿床根据矿层与当地侵蚀基准面及地下水位的关系,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水文地质条件复杂程度的因素,划分为三型:
第一型:水文地质条件简单的矿床
(1)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。
(2)主要矿体位于当地侵蚀面以下,附近无地表水位,矿床充水主要含水层或构造破碎带富水性弱,补给条件差。
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富水性中等,区域补给条件好,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的富水性中等,构造破碎带不沟通地表水体及富水性强的含水层。
第三型:水文地质条件复杂的矿床
(1)主要矿体位于当地侵蚀基准面以下,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。
(2)主要矿体位于当地侵蚀基准面以下,矿床充水主要含水层富水性强,补给条件好或构造破碎带沟通区域富水性强的含水层。

本大纲范围包括水文地质、工程地质、环境地质三个部分。根据工程系列职称评定规定,要求高级技术职务任职资格申报人员必须系统学习和掌握本专业基础知识和专业知识,深入了解本专业现行的技术标准、技术规范,较全面地掌握国内外科技现状与发展趋势,以及具有开拓新的研究与应用领域的能力,因此,每一部分由专业基础知识、专业知识、规范规程、新技术新方法四个方面构成。为便于复习,对有关考试范围的知识内容用“掌握”、“熟悉”和“了解”三种层次来规定各自的考试要求。“掌握”是指必须具备的基本知识;“熟悉”指应熟练运用的知识;“了解”是指一般需具备的概念和相关专业知识。三个部分考试占的权重为:水文地质40%、工程地质40%、环境地质20%。

一、水文地质
(一)专业基础知识
1、了解气象、水文要素对地下水的影响。

2、了解岩石中水的存在形式,以及容水度、含水量、给水度、持水度、透水性的概念。

3、熟悉地形地貌的分类;掌握地质构造的类型、性质及富水特征。

4、掌握岩浆岩、沉积岩、变质岩的结构与构造特征,以及我省三大岩类的富水特征。

5、掌握地下水的分类,各类地下水的水力特征;了解潜水与承压水的相互转化;掌握泉的类型、特征及其出露条件。

6、掌握达西定律及其适用条件,以及渗透流速、水力坡度、渗透系数的概念;了解松散岩类渗透系数的经验值。

7、掌握流网的概念,会绘制各类边界条件下的流网图;掌握河间地块流网的分布特征。

8、熟悉地下水的水化学特征及化学成分表示式;了解地下水化学成分的形成作用及基本成因类型。

9、了解地表水、大气降水、地下水的相互转化方式;熟悉地下水的补给来源、径流特征和排泄方式。

10、了解影响地下水动态的因素;掌握地下水均衡方程式,以及地下水均衡分析方法。

11、熟悉孔隙水、裂隙水、岩溶水的赋存特征,以及断裂带的水文地质意义。

12、熟悉岩溶水的富集规律,即地貌、水文、岩性、地质构造等要素对岩溶发育的控制作用;了解我国南北方岩溶发育及岩溶水的差异。

13、了解地下水资源的特征;掌握地下水资源的分类,以及可开采资源的定义。

(二)专业知识
1、了解雷诺数的表达式;了解层流和紊流的概念,掌握它们的判别标准。

2、掌握裘布依公式及其假定条件,会运用裘布依公式进行单井的水力计算;了解齐姆模型与裘布依模型的区别。

3、熟悉导水系数、导压系数、弹性储水系数的概念,并会运用泰斯公式求取水文地质参数。

4、熟悉井流映射理论,掌握一侧为定水头边界或一侧为隔水边界条件下的水力计算。

5、掌握渗入系数、地下水迳流模数的概念,以及求参方法。

6、熟悉稳定流抽水试验、非稳定流抽水试验、单孔抽水试验、群孔抽水试验、开采性抽水试验、水位恢复试验的方法和要求及资料整理。

7、了解注水试验、同位素示踪试验的工作目的、工作方法与要求、资料整理及成果应用。

8、掌握补给量、储存量的评价方法;掌握地下水允许开采量的分级及评价方法;会编制地下水资源分布图。

9、掌握生活饮用水、工业用水、农田灌溉用水的水质评价方法。

10、了解遥感在水文地质方面的应用,包括解译的基本要求、解译的程序,以及对岩性、地质构造、地下水露头、古河道的分布与可能的富水地段、地表水污染及工业废物堆放场的分布等解译。

11、了解联合剖面、电阻率测深、激电测深、浅层地震、水文综合测井等水文物探方法在找水方面的应用,包括方法原理、采用的仪器设备、测网布置要求及成果应用。

12、掌握水文地质测绘的基本要求,以及水文地质图的编制方法。

13、掌握水文地质钻探施工与成井的基本要求,包括钻进方法与工艺、开孔与终孔口径、岩芯采取、孔斜度、封孔、管材下入、填砾、止水、过滤器、沉砂段等相关要求。

14、熟悉地下水动态监测网的布设原则、监测内容要求及资料整理。

15、掌握地下水资源调查(勘探)项目的设计书编写要求。

16、熟悉供水水文地质条件复杂程度的划分,供水水文地质勘察阶段的划分;掌握供水水文地质勘察报告的编写要求。

17、了解地下水运动的数值模拟方法,包括水文地质概念模型与数学模型的建立、单元剖分方法、求解步骤及解决的水文地质问题;了解溶质在地下水中运移的弥散理论。

18、了解地下水运动的物理模拟方法的基本原理、方法与要求。

19、熟悉矿泉水的分类及其成因条件、水源评价要求,以及水源地、水源卫生保护方面的要求。

20、了解地下热水资源的分类、分级与勘探方法,以及热水资源计算评价方法。

21、了解矿床水文地质调查的主要任务、矿床水文地质类型的划分、矿床的充水条件与充水途径;熟悉矿坑涌水量的预测评价方法。

(三)规范规程
1、掌握现行的技术标准、技术规范中的强制性条文。

2、熟悉技术标准、技术规范中与专业知识条款相对应的相关规定。

现行的技术标准、技术规范主要有:

《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001);

《供水管井技术规范》(GB50296);

《地热资源地质勘查规范》(GB11615-89);

《饮用天然矿泉水标准》(GB8537-1995)。

(四)新技术新方法
1、掌握地下水系统的概念,地下水含水系统与地下水流动系统的区别。

2、了解高密度电法、激发极化法、核磁共振及水位监测自动采集系统在水文地质中的应用。

3、了解水文地质学的发展趋势。



二、工程地质
(一)专业基础知识
1、了解第四系堆积物的成因分类,土的结构与构造类型,以及土的三相组成。

2、了解地质构造的基本类型,以及岩石的成因类型。

3、掌握工程岩体和土的分类及鉴别特征。

4、掌握地基、基础、持力层、下卧层的概念,以及地基基础设计必须满足的基本条件。

5、熟悉土的物理性质指标及各指标间的换算;掌握塑限、液限、塑性指数、液性指数的概念。

6、掌握压缩系数、压缩模量、变形模量、孔隙水压力、有效应力、抗剪强度、地基承载力的概念。

7、掌握岩石的物理力学指标和岩石基本质量等级的分类;熟悉岩石物理力学性质指标的经验数值。

8、了解遥感在工程地质方面的应用,包括地貌、地质构造、物理地质现象等方面的判释。

9、了解建筑抗震设防的三个水准要求。

10、掌握土的自重应力、基底压力、基底附加压力、地基附加应力的概念,并能进行简单的计算。

11、了解湿陷性黄土、红粘土、软土、填土、膨胀土、混合土的工程性质、勘察要求、试验方法和分析评价。

12、熟悉常见的不良工程地质现象,包括类型、产生的原因与危害。

(二)专业知识
1、掌握主动土压力、被动土压力、静止土压力的概念;掌握朗肯土压力理论和库伦土压力理论,以及两者的应用条件。

2、掌握土坡稳定分析的条分法原理;了解挡土墙的分类,破坏形式,以及设计计算步骤。

3、掌握岩土工程勘察的分级;熟悉勘察阶段的划分及各阶段的基本要求;熟悉根据场地条件、各类工程特点和设计要求,合理布署勘察工作。

4、掌握工程地质测绘和调查的目的、技术要求和工作方法,以及资料整理和各类工程地质图表编制。

5、了解电阻率法、浅层地震、声波探测物探方法的基本原理、适用范围和成果的应用。

6、了解工程地质钻探的工艺和操作技术;熟悉工程地质勘察对钻探、井探、槽探的要求;熟悉土样的分级和各类土样的用途与取样要求,各类取土器的规格、性能和适用范围;熟悉取岩石试样和土试样的技术要求。

7、熟悉岩石试验和土工试验的原理、方法;熟悉根据场地条件和工程特点,提出岩土试验和水分析的要求及其成果的应用。

8、掌握载荷试验、静力触探、圆锥动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、波速测试等的原理、方法和技术要求;熟悉以上原位测试方法的适用范围和成果的应用。

9、熟悉岩溶区及土洞的勘察工作要求、地基稳定性评价和处理措施;熟悉滑坡的勘察工作要求,稳定性分析及防治原则与方法;了解泥石流、采空区的勘察与评价方法。

10、熟悉岩土渗透特性及其对工程的影响;掌握抽水试验、注水试验、压水试验的方法及其成果的应用;掌握地下水和土对建筑材料和金属腐蚀性的评价方法。

11、了解洞室围岩稳定的影响因素及基本理论;熟悉围岩分类及支护类型。

12、熟悉基础的主要类型,各类基础的适用条件,以及浅基础方案选用和方案比较的方法。

13、了解地基处理方法的原理、适用范围、施工工艺和质量检验方法。

14、了解基坑支护结构的类型与作用,以及工程勘察要求。

15、掌握桩的类型及各类桩的适用条件、勘察的基本要求,以及单桩竖向承载力的确定方法;熟悉灌注桩主要施工方法和适用条件及质量标准;了解各类灌注桩容易发生的质量问题及产生的原因。

16、了解国家标准《中国地震动参数图》中“两图一表”的基本内容;熟悉场地与地基的地震效应;了解土的液化原理与危害;掌握液化的判别方法及地基抗液化措施。

17、掌握岩土工程特性指标的统计和选用;熟悉确定地基承载力的各种方法,以及地基变形和稳定性的分析评价;掌握岩土工程勘察资料的整理和成果报告编制的基本要求。

18、了解各类工程现场检验和监测的内容、方法;掌握检验和监测的工作布置和成果分析应用。

19、了解不均匀沉降对建筑物的危害、产生的原因,以及防止和控制不均匀沉降对建筑物损害的措施。

(三)规范规程
1、掌握现行的技术标准、技术规范中的强制性条文。

2、熟悉技术标准、技术规范中与专业知识条款相对应的相关规定。

现行的技术标准、技术规范主要有:

《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001);

《建筑工程地质钻探技术标准》(JGJ87-92);

《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002);

《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94);

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001);

《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002);

《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98);

《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85);

《铁路工程地质勘察规范》(TB10012-2001);

《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99);

《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99);

《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001);

《建筑工程勘察文件编制深度规定》(试行),2003.6。

(四)新技术新方法
1、了解地质雷达、钻孔电磁波CT、扁铲侧胀试验的方法原理、适用范围及成果的应用。

2、了解GIS在区域工程地质评价方面的应用。

3、熟悉深层平板载荷试验的原理、方法和技术要求,及其适用范围和成果的应用。



三、环境地质
(一)专业基础知识
1、了解地质环境与环境地质的概念。

2、熟悉地质灾害的定义与类型,以及地质灾害的危害。

3、了解地方病的概念与影响因素,以及致病水的水化学标志。

4、了解过量开采地下水引起的地面沉降、地面塌陷与开裂变形、区域水位下降、水质恶化等环境地质问题。

5、了解地下水污染调查的基本方法。

(二)专业知识
1、掌握崩塌、滑坡、泥石流的形成条件、发生的前兆特征、识别要领、监测方法与防治措施等。

2、熟悉岩溶塌陷的形成条件、监测方法与防治措施。

3、了解地下水环境质量的评价方法及成果图件的编制。

4、了解地质灾害防治管理方面的相关法规。

5、熟悉矿山与地下工程地质灾害的类型及其危害。

6、了解甲状腺肿、氟中毒等地方病的防治措施。

(三)规范规程
1、掌握建设用地地质灾害危险性评估的目的与任务、工作方法和程序、成果编制要求。

2、掌握矿山地质环境影响评估的主要任务、工作方法和程序及成果编制要求。

(四)新技术新方法
1、熟悉GIS在地质灾害调查中的应用。

2、了解斜坡地质灾害的预测预报方法。

1.以孔隙含水层充水为主的矿床(孔隙充水矿床)

本类型矿床以孔隙水充水为主,主要包括产于第四系松散层中的砂矿床和产于第三系半胶结层中的煤和油页岩等矿床。

本类型矿床的水文地质特征:①矿床主要分布在有一定厚度的松散含水层分布区;②矿床和充水岩层埋藏浅,或直接出露于地表,主要受大气降水和地表水的补给,受大气降水补给时涌水动态较稳定;③充水强度取决于充水层的透水性,且多数矿床为直接充水,少数为间接充水,井巷涌水量一般较大;④充水层本身主要是砂层,稳定性差,开采时常发生流砂冲溃和露天开采边坡的滑动等不良工程地质问题;⑤矿床一般位于当地侵蚀基准面以下,补给较易,水文地质条件多数较复杂。

2.以裂隙含水层充水为主的矿床(裂隙充水矿床)

包括产于坚硬沉积岩、岩浆岩和变质岩中的各种矿床,多分布在高山区和丘陵区。

裂隙充水矿床受到裂隙发育程度和分布规律的控制,其充水特点是:①层状矿床常以构造及成岩裂隙充水为主,多由大气降水和地表水补给,富水性中等,脉状矿床则多以风化裂隙和断裂带充水为主,富水性中—弱,且由浅部至深部逐步减弱;②多为直接充水,在井巷内主要是沿裂隙产生涌水且有季节性变化;③矿坑涌水量一般比较小(<1000m3/d),矿坑涌水具有不均匀性,疏干排水时的影响范围较小;④水文地质条件复杂程度为简单—中等。

3.以岩溶含水层充水为主的矿床(岩溶充水矿床)

岩溶充水矿床在我国分布很广,涉及金属、非金属、煤等各类矿种,多为大水矿床,水文地质条件复杂。

岩溶充水矿床的矿床(坑)充水条件,主要取决于充水岩层的岩溶发育特征。由于岩溶发育和富水性的不均一性,岩溶矿床的充水特点主要是:①矿坑涌水量大;②以集中突水为主要充水方式;③矿井排水的影响范围可以扩展很远。

孔隙、裂隙、岩溶三类充水矿床水文地质类型的基本特征见表12-4。

表12-4 不同类型矿床的水文地质特征

续表

续表

小结

通过本章的学习,掌握以下重点内容:①矿床开采,主要是矿床开采方式、步骤、采矿方法和采空区顶板岩体破坏特征;②矿床充水条件,主要是矿床(坑)充水水源、充水通道(充水途径)和矿床充水强度分析;③矿床水文地质类型,主要是孔隙充水矿床、裂隙充水矿床、岩溶充水矿床的充水特征。

复习思考题

1.试述矿床水文地质的含义、目的、任务是什么?

2.试述矿区、矿田、井田、阶段(中段)、采区、水平(中段)的概念。

3.矿床开采方式有几种?各适用于什么条件?

4.矿床开采通常分几个步骤?

5.采空区顶板岩层破坏有什么特征?分哪几个带?

6.什么是矿床(坑)充水条件?矿坑充水水源有几种?各有什么特征?

7.矿坑充水通道(充水途径)有几种?各有什么特点?

8.对断层如何进行水文地质分类?

9.如何应用斯列萨列夫公式评价巷道顶底板的稳定性?

10.什么是临界水压值(HL)?什么是临界隔水层厚度(tL)?

11.试述底板突水系数水压比的概念。

12.如何计算采空区顶板冒落带和裂隙带高度?

13.影响矿床充水强度的因素主要有哪些?

14.矿床边界条件主要包含什么边界?

15.矿床水文地质分类应遵循什么原则?

16.固体矿床水文地质类型是如何划分的?

17.中国岩溶充水矿床的水文地质类型是如何划分的?

18.以孔隙含水层充水为主的矿床有什么特征?调查重点是什么?开采时期的水文地质问题是什么?

19.以裂隙含水层充水为主的矿床有什么特征?调查重点是什么?开采时期的水文地质问题是什么?

20.以岩溶含水层充水为主的矿床有什么特征?调查重点是什么?开采时期的水文地质问题是什么?

21.某矿区示意剖面如图12-17所示,试回答下列问题。

图12-17 某矿区示意剖面图

1—铁矿;2—煤层;3—页岩;4—灰岩;5—闪长岩;6—断层;7—坑道及标高(m);8—揭露灰岩的钻孔水位及其标高(m);9—河水位及其标高(m)

(1)分析天然情况下灰岩含水层地下水的补给、径流的排泄条件。

(2)分析铁矿床充水条件及煤矿床充水条件(注意对100m、0m、-100m不同开采水平的充水条件进行对比)。

(3)开采100m水平煤层时,是否会造成矿坑充水?开采0m水平煤层时,最大可能性充水水源是哪种?开采-100m水平煤层时,充水水源可能是什么?并分析说明其理由。

22.华北某煤田受底板岩溶水的威胁,地质情况及矿坑如图12-14所示。已知底板隔水层厚度t=30m,容重γ=2 t/m3,灰岩含水层作用在巷道底板的实际水压值H=350m。如果设计巷道底宽L=10m,坑道底板是否稳定?为安全开采,是否需要疏干降压?水位降(S)为多大?(参考答案:坑道底板不稳定,需疏干降压,水位降S=20m)




如何根据矿床地质和水文地质等因素选择矿山地下开拓方法?
在选择矿山地下开拓方法时,首要考虑的是矿床地质和水文地质因素。这包括矿体的产状和矿岩的物理力学性质,如岩层的稳定性和可挖性,以及可能存在的断层和破碎带,地表水和坑内水的分布情况,以及溶洞的位置。这些都会对开采过程产生重大影响。其次,地形地物也是重要因素。如若矿山位于山地,必须考虑山体稳定...

矿床充水水源
空隙类型(孔隙、裂隙、溶穴)不同,地下水类型(孔隙水、裂隙水、岩溶水)亦不同,这是控制矿坑充水条件的内在因素。依据主要充水岩层的空隙性质,把矿床水文地质类型划分为孔隙充水矿床、裂隙充水矿床、岩溶充水矿床。这3类矿床的充水特征是大不相同的。 (1)孔隙充水矿床 主要是产在新生界岩层中的矿床,如褐煤、油...

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工程地质及水文条件?
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大季映奥美: 矿床水文地质是一门研究矿床,矿坑,巷道等设施内的水文地质情况及相应治理措施的学科.主要是应用水文地质知识,分析研究区的充水情况,充水的来源、来路、来量等,并采取相应的疏、排、堵等方法来保证设施安全.

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大季映奥美: 压球机 水文地质调查是在已有的矿床水文地质资料,结合矿山建设和生产过程中出现的实际问题,进行的与岩土稳定性有关的水文条件调查与分析.主要内容如下:(1) 矿区内地下水的类型:包括按含水空隙条件的分类(孔隙水、裂隙水或岩...

应城市18752567986: 何为水文地质条件 -
大季映奥美: 对水文地质分区、含水层类型及富水性、地下水的补、径、排条件及地下水的动态特征的综合描述.

应城市18752567986: 矿井水文地质类型划分报告怎么做? -
大季映奥美: 需要有水文勘探及报告编制资质的单位进行编制.主要内容如下:前 言 一、矿井及井田概况 (一)矿井及井田基本情况 (二)位置与交通 (三)地形、地貌 (四)气象、水文 (五)地震 (六)矿井排水设施能力现状 二、以往地质和水文地质...

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