GB 51060-2014 有色金属矿山水文地质勘探规范
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3.4 勘探技术要求

3.4.1 水文地质测绘应符合下列规定:

1 区域水文地质测绘范围宜为一个完整的水文地质单元,并应以查明区域地下水的补给、径流、排泄条件为重点;矿区水文地质测绘应包括矿床疏干可能影响的范围及补给边界,以查明矿床充水因素及矿区水文地质边界条件为重点。

2 水文地质测绘比例尺,区域宜采用1∶5000~1∶50000,矿区宜采用1∶2000~1∶5000;不同比例尺的水文地质测绘每平方公里的观测点数和观测路线长度可按表3.4.1确定。

表3.4.1 水文地质测绘每平方公里的观测点数和观测路线长度

注:同时进行地质和水文地质测绘时,表中地质观测点数应乘以2.5;草测水文地质测绘时,观测点数应为规定数的40%~50%。水文地质条件简单时应采用小值,复杂时应采用大值。

3 水文地质测绘应在比例尺大于或等于测绘比例尺的地形地质图的基础上进行,应全面搜集和充分利用航(卫)片解译、区域水文地质普查和相邻矿区的资料。

4 水文地质测绘应全面收集矿区及相邻地区历年的水文、气象资料;应详细调查矿区地形地貌,地下水的天然和人工露头及其水化学特征、岩溶发育情况、第四系松散层的形成与分布,地下水的补给、径流、排泄条件,并应圈定矿区水文地质边界;应调查地表水体的分布、水位、水深、流量、容量、洪水淹没范围、延续时间及其与地下水的关系;应调查矿山老窿区的分布及积水情况;应对现有生产矿井或勘查坑道进行水文地质编录,并应系统收集生产矿井(或露天采矿场)的水文地质资料;应采集代表性岩(土)样进行物理力学和水理性质测试;当调查区有热(气)水时,应调查热(气)水的分布、控制因素、水温、流量、水中气体及化学组分、热(气)水的补给、径流和排泄条件。

第3款中的“全面搜集”,在空间范围上不仅应注意收集本区的有关资料,也应注意收集周边和相邻地区的资料。从工作阶段划分的角度,注意收集已经形成的各类相关资料,包括正式出版物资料、其他专业机构完成的相关调查资料,本区以往积累的资料,不同时期的航(卫)片资料等。“充分利用”指所形成的测绘成果中应反映以往工作的成果,以及利用有关水文因素(如泉流量、地下水位等)的历史变化,分析、论证调查区的水文地质条件。

第4款中的“全面收集”指收集资料时注意收集的内容要齐全,包括地表水、地下水的水位、流量、水质、水温资料,地表站点的监测和采样分析数据、钻孔和水井的测定数据、主要中段及矿山合计的涌水量和水质分析等,以及气温、降雨、蒸发、相对湿度等气象资料。水位水量和气象资料的观测间隔和观测年限应满足项目要求。

3.4.2 水文地质物探应符合下列规定:

1 水文地质物探方法可根据矿床的水文地质条件、被探物体的物理特征及需要查明的问题进行选择,工作时宜采用多种物探方法综合勘探;

2 物探工作的布置、测网的密度、参数的确定、检查点的数量及精度要求,可按现行行业标准《冶金勘察物探规范(试行)》YBJ 41的有关规定执行;

3 物探资料应结合矿区地质及水文地质条件进行综合分析。

矿区水文地质物探方法很多,主要物探方法的应用范围和适用条件见表1。

表1 主要物探方法的应用范围和适用条件

续表1 

续表1 

3.4.3 钻孔简易水文地质观测与编录应符合下列规定:

1 应观测和详细记录钻进中涌(漏)水、掉块、塌孔、缩(扩)径、逸气、涌砂、掉钻等现象发生的层位和深度,应测量涌(漏)水量,揭穿含水层时应测量稳定水位并进行简易放(注)水试验。

2 应描述岩芯的岩性、结构构造、裂隙性质、密度、岩石的风化程度和深度,以及岩溶形态、大小、充填情况、发育深度;应统计裂隙率、岩溶率。

3 单一含水层(组)的钻孔应测定终孔稳定水位。

3.4.4 水文地质钻探应符合下列规定:

1 钻孔控制深度应以揭穿主要目的层为原则,重点控制应与矿体主要储量分布标高一致;对底板直接或间接充水的矿床应按勘查剖面加深控制,其深度应以揭穿含水层的裂隙、岩溶发育带为原则。

2 钻孔孔径应根据钻孔目的确定,抽水试验孔试验段孔径应以满足设计的抽水量和安装抽水设备为原则,终孔孔径不应小于91mm,水位观测孔观测段孔径应满足止水和水位观测的要求。

3 钻孔的孔斜应满足选用抽水设备和水位观测仪器的工艺要求。

4 钻孔施工宜采用清水钻进,当地层破碎不能用清水钻进时,应在主要含水层或试验段(观测段)用清水钻进,必须采用泥浆钻进时,应采取洗井措施。

5 钻孔揭露多个含水层时,应测定分层稳定水位;分层抽水试验和分层测水位的钻孔应进行分层止水,并应检查止水效果,不合格时应重新进行止水。

6 钻孔应取芯钻进;岩芯采取率要求岩石应大于70%,破碎带应大于60%,黏性土应大于70%,砂和砂砾层应大于50%。

7 应结合矿区的物性条件,选择方法进行水文物探测井。

8 钻孔除留做长期观测外,均应按钻孔设计要求进行封孔,封孔质量应按设计要求进行检查;钻孔封孔资料应详细说明孔口坐标、孔深、孔斜,揭露矿体及顶、底板含水层位置、封孔措施及封孔质量。

3.4.5 水文地质试验应符合下列规定:

1 抽水试验前应获得自然流场水位、流量变化趋势和速率的资料;抽水试验时,应防止抽出的水在抽水影响范围内回渗到含水层中;对覆盖型岩溶含水层,应观测地面塌陷、沉降现象。

2 可根据概化的水文地质模型和水文地质计算的要求选择稳定流抽水试验或非稳定流抽水试验方法。

3 稳定流抽水试验应符合下列规定:

1)水位降深应根据试验目的和含水层富水程度确定,应尽设备能力作一次最大降深,最大降深值不宜小于10m;当采用涌水量与降深相关方程预测矿井涌水量时,应进行3次水位降低。

2)稳定时段延续时间宜根据含水层的特征、补给条件确定;单孔抽水试验不应少于8h,潜水层抽水、带观测孔抽水和有越流以及潮汐影响的抽水,应延长至24h或观测孔水位变化符合抽水设计要求为止。

3)稳定时段内钻孔水位降深、流量稳定程度应结合区域地下水动态变化确定;抽水孔降深波动相对误差绝对值不应大于1%,观测孔水位变化不应大于2cm;涌水量波动相对误差绝对值当单位涌水量大于0.1L/(s·m)时,不应大于其平均值的3%;当单位涌水量等于或小于0.1L/(s·m)时,不应大于其平均值的5%;波动相对误差可按下式计算:

4)抽水试验过程中应记录水位下降、流量、水温和水位恢复的连续观测资料。

4 非稳定流抽水试验应符合下列规定:

1)非稳定流抽水试验宜采用定流量或阶梯定流量抽水,也可采用定降深抽水;定降深抽水降深应根据试验目的和含水层富水程度确定,应根据设备能力作一次最大降深,最大降深值不宜小于10m。

2)抽水孔水位、流量的波动误差要求可按本条第3款执行。

3)抽水孔水位、流量累计观测时间,可按对数轴上的分格点进行。

4)抽水延续时间应根据试验目的按水位降深-时间半对数曲线S-lgt形态确定,当曲线出现固定斜率的渐近线时,观测时间需后延续一个对数周期;有越流补给时,观测时间应为曲线经过拐点后趋于水平时为止;有观测孔时,应以代表性观测孔的S-lgt曲线判定。

5)停止抽水后,应按抽水试验设计要求观测恢复水位;恢复水位观测时间可按对数轴上的分格点进行。

5 对于自流井宜采用定降深放水试验,也可采用压力观测进行放水降压试验。

6 对具有多层含水层的矿区需要分层评价时,应进行分层抽水试验;水文地质条件允许,可用井中测流方法进行混合抽水,分层求取水文地质参数;对厚度大、富水性较强且自上而下富水性不均一的含水层,应分段进行抽水试验,分段求取水文地质参数。

7 群孔抽水试验应符合下列规定:

1)群孔抽水试验宜在勘查后期进行,应建立在获得矿区水文地质条件和天然流场及其动态变化资料的基础上。

2)水位降深、降深次数和延续时间应根据矿区水文地质条件、试验目的和计算方法确定;抽水水量应对天然流场产生扰动,暴露储存量与径流量的转化关系和矿区的水文地质边界。

3)观测孔(点)应根据试验目的和计算方法确定,宜布置在不同的富水区、参数区、边界水量交换地段,以及地表水、“天窗”、断裂带等地段;

4)具体观测方法应按专项设计执行。

8 水文地质条件复杂的矿床,具备进行连通试验的区域可进行连通试验,并应确定地下水的流向、补给范围、补给速度及地下水与地表水的关系;试验方法可采用水位传递法、示踪法和气体传递法。

9 井下放水试验要求可按本规范附录F执行。

抽水试验水位波动程度评价应以抽水降深为对比基数。以往相关规范的对比基础为平均水位。由于不同矿区地下水位差距非常大,利用地下水位平均值作为水位波动评价基础不科学。特别是当平均水位接近零米标高时,可能引起混乱。

3.4.6 地下水、地表水动态观测应符合下列规定:

1 勘探阶段应在详查阶段观测系统的基础上进一步充实和完善地下水、地表水的动态观测网,观测时间不宜少于一个水文年;观测内容应包括水位、水量、水温和水质,观测期间应掌握同期的气象资料,岩溶矿区应同步进行降雨量观测。

2 水位、水量、水温观测,宜每隔5d~10d测量一次,雨季或动态急剧变化时段应加密;日变幅大的地区,应选定1个~2个涵盖主要变化周期的时段进行微动态观测;水质监测宜在丰水期和枯水期各取样一次,在地下水和地表水受到污染的地区应增加取样次数。

3 应采取保护地下水动态观测设施措施,勘探工作结束后应由生产部门继续观测。

地下水动态急剧变化指动态参数变动幅度与平常相比增大30%以上的情况。

3.4.7 遥感技术的应用应符合下列规定:

1 可采用遥感技术调查矿区岩性分布、构造形迹及环境地质问题。

2 应选择适当比例尺的遥感图像。

3 遥感图像水文地质条件解译应进行野外调查验证,验证应包括下列内容:

1)检验判释标志;

2)检验判释结果;

3)检验外推结果;

4)补充室内判释难以获得的资料。