煤田勘探中水工环地质工作.ppt

煤田勘探中水 工 环地质工作 煤田勘探中水工环地质工作刘宗斌QQ 769618151邮箱 lzbbest 煤田勘探中水 工 环地质工作 一 煤田勘探中的水 工 环地质勘探工作的基本任务 1 查明矿区水文地质条件及矿床充水因素 预测矿坑涌水量 对矿床水资源综合利用进行评价 指出供水水源方向 2 查明矿区的工程地质条件 评价采矿场岩体质量和边坡的稳定性 或井巷围岩的岩体质量和稳固性 预测可能发生的主要工程地质问题 3 评述矿区的地质环境质量 预测矿床开发可能引起的主要环境地质问题 并提出防治的建议 煤田勘探中水 工 环地质工作 二 煤田勘探中的水 工 环地质勘探的工作成度与工作量 工作成度 水文地质 工程地质 环境地质勘查应与煤炭资源地质勘查工作阶段相适应 分为预查 普查 详查和勘探四个阶段 工作量 投入勘探工作量多少不仅与勘探阶段相适应 还取决于水文地质勘探类型煤矿床水文地质勘查类型 依直接充水含水层含水空间特征分孔隙充水矿床 裂隙充水矿床 岩溶充水矿床 水文地质条件简单 中等 复杂 不同充水矿床着重查明的问题不一样 具体工作量参考后面表格 煤田勘探中水 工 环地质工作 三 水文地质方面的工作内容 1 水文地质测绘2 钻孔简易水文地质观测3 水文地质编录4 水文质钻探及抽水试验5 动态观测及水样采取6 水文测井 煤田勘探中水 工 环地质工作 水文地质测绘的内容 1 含 隔 水层层数 岩性 厚度 产状与分布范围 含水层裂隙 溶洞发育情况与富水性隔水层的性能 2 地下水的补给 径流 排泄条件 地下水的物理性质与化学成份 各含水层间及其与地表水的水力联系 3 泉 井出露的标高 层位 岩性 出露的方式 测定流量 水温 水的物理化学性质及其动态变化 4 地表水的分布 平水位与洪水位的标高 最大洪水位淹没范围和淹没时间 对开采有影响的地表水 如水库 池塘等 的水深 面积与蓄水量 5 第四纪沉积的成因类型 岩性特征与分布 阶地分布 地貌特征 6 生产矿井的充水因素与充水方式突水点的分布与突水量 矿井涌水量的动态变化与开采水平 开采面积的关系 煤层顶底板与井巷的工程地质特征 老窑分布范围 积水情况等 7 应注意收集了解附近供水水源井的流量 水位 水质等有关供水方面的资料 8 对有重要的水文地质意义的地表水 地下水应采取水样进行水质分析 返回 煤田勘探中水 工 环地质工作 钻孔简易水文地质观测 1 内容包括 钻孔中水位的变化 冲冼液的消耗 漏失情况 水 气的涌出及油 气的显示 水温的异常 严重坍塌掉块情况 钻孔中遇溶洞 老巷 大裂隙 流砂与钻具突然下落等情况 2 稳定或近似水位观测 遇有严重漏水 涌水的层段 应根据需要进行稳定 静止 或近似稳定水位的观测 3 煤炭资源地质勘探各阶段都应做好钻孔简易水文地质观测工作 返回 煤田勘探中水 工 环地质工作 水文地质编录 在地质勘探钻孔和水文钻孔的岩芯鉴定编录工作中 应做好有关水文地质特征的描述 内容包括 岩性 成份 粒度 胶结物及其胶结情况 节理裂隙性质及其发育情况 裂隙面有无水蚀 氧化锈斑等地下活动迹象 岩芯破碎情况和岩芯采取率 岩溶发育及其充填情况等 返回 煤田勘探中水 工 环地质工作 抽水试验 1 其目的是研究含水层重要水文地质特征 取得含水层水文地质参数 评估含水层的富水性2 一般详查和精查阶段开展钻孔抽水试验工作 3 抽水试验孔必须编制施工设计书 内容包括 抽水试验任务及要求 试验含水层 段 的起 止深度 孔径大小 止水套管的直径及下入层位 深度及止水方法 简易水文地质观测 所采用的抽水设备以及抽水试验质量要求4 试验过程要完整 抽水试验过程的每个环节都应严格按规范规程要求去做 试抽 静止水位观测 正式抽水 恢复水位观测 5 特别注意止水和洗井两个环节 下页 煤田勘探中水 工 环地质工作 返回 煤田勘探中水 工 环地质工作 动态观测及水样采取 动态观测的内容 井 泉 河流 钻孔 老窑与生产矿井 降雨量等的观测 长期观测点 站 一般每5 10天观测一次 雨季与洪峰期应加密观测 观测时间一般不少于一个水文年 至少应包括地下水的丰水期和枯水期 地表水与地下水关系密切的点 站 在洪泛期应每天观测一次 多观测点 站 的地区 应尽量在同一天内进行观测 对地表水 地下水与矿井充水有密切联系的观测点 站 应尽量同时观测 煤田勘探中水 工 环地质工作 水样采取 水样按其分析目的和内容的不同 分为简易分析样 全分析样 细菌检验样和专门分析样 各种水样采取数量一般要求 简分析样1 1 5升全分析样2 5 3升细菌检验样0 5升专门分析样5升长期观测点 站 的水样采取一般按季进行 每年至少取两次 地下水化学成分不稳定时 应增加采样次数 返回 煤田勘探中水 工 环地质工作 水文测井 水文钻孔应进行水文测井工作一般有 盐化测井 流量测井 超声成像等 目的是配合钻探取芯划分含 隔水层 为取得有关参数提供依据 返回 煤田勘探中水 工 环地质工作 水文地质勘探工作要解决的实际问题 1 查明水文地质条件包括所属地水文地质单元 主要含水层 隔水层 地下水的补径排关系 水质等 2 分析充水条件充水源 充水途径 通道 3 预算矿井涌水量4 对矿床水资源综合利用进行评价 指出供水水源方向 煤田勘探中水 工 环地质工作 分析充水条件 矿坑涌水现象及其过程称为矿坑充水矿坑充水条件两个方面 充水水源 充水途径 通道 充水水源是必要条件 充水途径是充分条件 充水水源 地下水 大气降水 地表水 老窑积水及废弃井巷积水等 充水途径 断裂构造 孔隙裂隙 岩溶陷落柱 冒落带 导水裂隙 底板突破 开采塌陷 返回 煤田勘探中水 工 环地质工作 预算矿井涌水量 1 矿坑涌水量计算必须建立在正确认识矿区水文地质条件的基础上 勘探设计时应初步确定其计算方案 并在勘探过程中 随着对矿区水文地质条件认识的深化逐步的修正和完善 2 应根据矿区水文地质特征 边界条件 充水方式 建立矿区水文地质模型和数学模型 选择有代表性的参数及合理的方法计算矿区一期开拓水平的正常和最大涌水量 主矿体在侵蚀基准面以上 水文地质条件简单的矿区 可计算全矿区的正常和最大涌水量 3 矿坑涌水量计算主要方法有 比拟法 数理统计法 水均衡法 解析法 数值法和物理模拟法等 应根据概化的矿区水文地质模型和所获得的各项水文地质参数情况选择 必须注意计算方法的使用条件 有条件时应采用几种方法计算和对比 返回 煤田勘探中水 工 环地质工作 对矿床水资源综合利用进行评价 指出供水水源方向 通过对矿区水文地质条件综合研究分析 对矿坑水的排供结合与综合利用的可能性及矿区内可作为供水水源的地表水 地下水 地热水 矿泉水的水质 水量进行初步评价 如矿区内不存在可作为供水的水源地 则应指出供水方向 并提出进一步工作的意见 煤田勘探中水 工 环地质工作 四 工程地质条件及其它开采技术条件 工作内容 1 工程地质测绘 与水文地质测绘同时进行 2 工程地质钻探与编录3 工程力学测试4 开采矿井工程地质问题调查5 瓦斯采样与测试6 煤尘样品测试7 煤自燃样品测试8 地温测井 煤田勘探中水 工 环地质工作 工程地质钻探与编录 工程地质条件复杂程度中等以下 不设置专门的工程地质钻孔 一般选取1 3条勘探线上的探煤孔进行工程编录 孔径以满足采取岩 土 物理力学试验规格为准 钻孔工程地质编录内容 统计与描述岩芯块度 绘制岩芯块度柱状图 统计节理裂隙 确定钻孔中流砂层 破碎带 裂隙密集带 风化带与软弱夹层 岩溶发育带 蚀变带的位置和深度 并可按工程地质岩组用点荷载仪测定岩石力学指标 测定岩石质量指标 RQD RQD Lp Lt式中 LP 某岩组大于10cm完整岩芯1 长度之和 m Lt 某岩组钻探总进尺 m 返回 煤田勘探中水 工 环地质工作 工程力学测试 工程力学测试样品采集 一般对可采煤层及其冒落带围岩按不同岩石分层分组采样 每一组样品采集3 5块 每块长度大于10cm 采样要及时 采样后按要求包装 保持水分 及时送样 工程力学测试工程力学测试由具有相应资质的实验室完成 测试内容按标准里面的 岩 土 样室内试验项目表 的要求做 煤田勘探中水 工 环地质工作 开采矿井工程地质问题调查 详细调查生产矿井及相邻矿山的各类工程地质问题 调查露采边坡变形特征 变形类型 形成条件和影响因素 井巷变形破坏特征 支护情况 变形破坏与软弱层 破碎带 节理裂隙发育带等结构面的关系 返回 煤田勘探中水 工 环地质工作 矿井瓦斯 系指井下煤体和围岩中涌出或生产过程中产生的各种有害气体的总称 瓦斯主要成分是甲烷 它是一种无毒但能使人窒息而死的气体 空气中甲烷达到一定浓度时遇火容易引起爆炸 对人和煤矿安全生产都会带来极大危害 煤尘 是指矿井生产过程中产生的煤的微粒 煤尘的危害主要表现为煤尘燃烧和爆炸 此外煤尘污染空气可严重影响人体健康 煤的自燃倾向 即煤在常温下氧化能力的内在属性 煤层自燃不仅会烧毁大量煤炭资源 引发一系列生态环境问题 而且可直接危及矿井安全生产 测温工作 普查阶段应在收集和分析研究区内外有关地温资料的基础上 根据具体情况选择部分钻孔进行简易测温 测温钻孔的分布应尽量考虑对不同构造部位和不同深度的控制 返回 煤田勘探中水 工 环地质工作 五 工程地质评价 矿区工程地质评价应在查明矿区工程地质条件的基础上结合开采方式 对边坡稳定性或井巷围岩岩体质量给予定性和半定量的预测评价 边坡稳定性评价 1 坚硬 半坚硬岩类边坡稳实性评价2 松散软岩类边坡稳定性评价 煤田勘探中水 工 环地质工作 工程地质评价 煤层顶底板稳定性评价煤层顶 底板岩层构成对煤层顶底板的稳定性有着极为密切的关系 顶板的稳定性主要由岩性及其破碎程度 特别是紧靠煤层之上2m左右的直接顶岩层 和有无伪顶决定 据煤层顶板岩层分层厚度 裂隙发育程度和岩石单向抗压强度等指标可把煤层顶板分为不稳定顶板 中等稳定顶板 稳定顶板 坚硬顶板四类 煤田勘探中水 工 环地质工作 环境地质调查 1 区域稳定性调查 收集矿区附近历史地震资料 调查新构造活动情况 2 调查 收集地表水 地下水的环境背景值或对照值 3 对矿区开发影响范围的滑坡 崩塌 山洪 泥石流等物理地质现象进行野外调查 4 调查地质体中可能成为污染源的物质的赋存状态 含量及分布规律 5 矿区放射性调查 6 调查由于矿坑排水而引起的区域地下水位下降 井 泉枯竭对当地用水的影响和地下水补给 径流 排泄条件的变化 7 地表水污染调查 包括污染位置及废水 废渣中排出的主要污染物的浓度 年排放量 排放方式 排放途径和去向 处理和综合利用状况 8 矿坑水污染调查 调查尾矿和废石堆在降水淋滤作用下对水体的污染 9 调查矿山开采中引起山体失稳 崩落 地裂 沉降等对地质环境的破坏范围 破坏程度 煤田勘探中水 工 环地质工作 环境地质评价 1 区域稳定性评价2 水环境质量评价3 灾害地质评价4 生态环境影响评价5 环境地质问题发展趋势预测 煤田勘探中水 工 环地质工作 规范 规程 1 固体矿产地质勘