第五章矿区水文地质勘探

1、第一节 矿区水文地质勘探阶段与方法矿区水文地质勘探阶段与方法概概况况 第二节 矿区水文地质测绘矿区水文地质测绘第三节 矿区水文地质钻探矿区水文地质钻探第四节第四节 矿区水文地质试验矿区水文地质试验第五节第五节 地下水动态观测地下水动态观测第六节第六节 矿区水文地质勘探成果矿区水文地质勘探成果第五章第五章 矿区水文地质勘探矿区水文地质勘探阶阶段段方方法法第一节矿区水文地质勘探阶段与方法(二)详查阶段(三)精查阶段(一)普查阶段 1水文地质测绘水文地质测绘2水文地质勘探水文地质勘探3水文地质试验水文地质试验4水文地质观测水文地质观测5实验室试验、分析、鉴定实验室试验、分析、鉴定阶段与方法阶段与方法

2、 一、矿区水文地质勘探阶段划分及一、矿区水文地质勘探阶段划分及基本要求基本要求(一)普查阶段 任务：任务：是是初步了解矿区水文地质条件，根据自然地理、地质、水文地矿区水文地质条件，根据自然地理、地质、水文地质条件初步划分煤田水文地质类型，指明供水水源勘探方向，为矿区远质条件初步划分煤田水文地质类型，指明供水水源勘探方向，为矿区远景规划提供水文地质依据。景规划提供水文地质依据。要求：要求：通过区域水文地质测绘，钻孔简易水文地质观测，泉、井、钻通过区域水文地质测绘，钻孔简易水文地质观测，泉、井、钻孔的流量、水位、水温的动态观测及老窑和生产矿井水文地质资料的收孔的流量、水位、水温的动态观测及老窑和生

3、产矿井水文地质资料的收集，初步了解工作区的自然地理条件；地貌、第四纪地质及地质构造特集，初步了解工作区的自然地理条件；地貌、第四纪地质及地质构造特征；主要含水层和隔水层岩性、分布、厚度、水位及泉的流量；对煤层征；主要含水层和隔水层岩性、分布、厚度、水位及泉的流量；对煤层开采可能有重大影响的含水层富水性；地下水的补给、径流、排泄条件；开采可能有重大影响的含水层富水性；地下水的补给、径流、排泄条件；了解生产矿井和老窑的分布、采空情况及水文地质情况；了解供水水文了解生产矿井和老窑的分布、采空情况及水文地质情况；了解供水水文地质条件，指出供水水源勘探方向等。地质条件，指出供水水源勘探方向等。第一节第一

4、节 矿区水文地质勘探阶段与方法矿区水文地质勘探阶段与方法 (二二)详查阶段详查阶段任务：任务：是是初步查明矿区水文地质条件，分析矿床充水因素，矿区水文地质条件，分析矿床充水因素，估算矿井涌水量，初步评价供水水源，预测可能引起的环估算矿井涌水量，初步评价供水水源，预测可能引起的环境水文和工程地质问题，为矿区的总体规划或总体设计提境水文和工程地质问题，为矿区的总体规划或总体设计提供水文地质依据。供水文地质依据。详查阶段工作程度较普查阶段进一步加深，工作手段投入更详查阶段工作程度较普查阶段进一步加深，工作手段投入更多，多，要求：要求：通过矿区水文地质测绘，水文地质观测，抽水通过矿区水文地质测绘，水文

5、地质观测，抽水试验等工作，初步查明普查阶段已初步了解的各类有关水试验等工作，初步查明普查阶段已初步了解的各类有关水文地质条件外，还要初步查明生产矿井和老窑采空区分布、文地质条件外，还要初步查明生产矿井和老窑采空区分布、积水、涌水量变化情况，分析矿床充水因素；对矿区内可积水、涌水量变化情况，分析矿床充水因素；对矿区内可供利用的供水水源的水量、水质作出初步评价。供利用的供水水源的水量、水质作出初步评价。第一节第一节 矿区水文地质勘探阶段与方法矿区水文地质勘探阶段与方法(三三)精查阶段精查阶段任务：任务：是是查明井田水文地质条件、充水因素，预测矿井涌水井田水文地质条件、充水因素，预测矿井涌水量，提出

6、矿井水防治及综合利用的建议，评价供水水源，量，提出矿井水防治及综合利用的建议，评价供水水源，预测因矿井排水和矿区供水引起的环境水文地质问题，为预测因矿井排水和矿区供水引起的环境水文地质问题，为矿井的设计提供水文地质依据。矿井的设计提供水文地质依据。 要求：要求：通过大比例尺的水文地质测绘、观测、抽水试验等工通过大比例尺的水文地质测绘、观测、抽水试验等工作手段，查明直接井田直接和间接充水含水层的特征；评作手段，查明直接井田直接和间接充水含水层的特征；评价矿井充水因素，预测矿井涌水量；指出矿床开采过程中价矿井充水因素，预测矿井涌水量；指出矿床开采过程中可能发生突水的层位和地段；预测和评价矿井开采和

7、排水可能发生突水的层位和地段；预测和评价矿井开采和排水可能引起的环境水文地质和工程地质问题，对井田内可供可能引起的环境水文地质和工程地质问题，对井田内可供利用的地下水的水量、水质作出评价。利用的地下水的水量、水质作出评价。二、矿区水文地质勘探方法和勘探二、矿区水文地质勘探方法和勘探工作程序工作程序（一）矿区水文地质勘探方法（一）矿区水文地质勘探方法矿区水文地质勘探方法：矿区水文地质勘探方法：一般包括水文地质测绘、水文地质勘探、水文一般包括水文地质测绘、水文地质勘探、水文地质试验、水文地质观测（地下水动态观测）和实验室试验、分析、地质试验、水文地质观测（地下水动态观测）和实验室试验、分析、鉴定等

8、五类。鉴定等五类。1. 水文地质测绘水文地质测绘水文地质测绘是对工作区内的水文地质现象进行实地的观察、测量、描水文地质测绘是对工作区内的水文地质现象进行实地的观察、测量、描述，并绘制成图件，以说明地下水的形成条件、赋存状态与运动规律。述，并绘制成图件，以说明地下水的形成条件、赋存状态与运动规律。2水文地质勘探水文地质勘探水文地质勘探是查明水文地质条件的重要手段，包括水文地质钻探、物水文地质勘探是查明水文地质条件的重要手段，包括水文地质钻探、物探、化探和坑探。其中钻探是最基本的勘探手段。物探具有速度快、探、化探和坑探。其中钻探是最基本的勘探手段。物探具有速度快、成本低、设备简单等优点，常常采用物

9、探先行，钻探验证的程序来提成本低、设备简单等优点，常常采用物探先行，钻探验证的程序来提高勘探效率和保证勘探质量。高勘探效率和保证勘探质量。3水文地质试验水文地质试验水文地质试验是进行地下水定量研究，获取水文地质参数的重要手段。水文地质试验是进行地下水定量研究，获取水文地质参数的重要手段。水文地质试验包括抽水试验、井下放水试验、注水试验、压水试验、水文地质试验包括抽水试验、井下放水试验、注水试验、压水试验、连通试验、地下水流向、流速测定等，其中最主要的是抽水试验。连通试验、地下水流向、流速测定等，其中最主要的是抽水试验。4水文地质观测水文地质观测 水文地质观测又称为地下水动态观测，是研究各种地水

10、文地质观测又称为地下水动态观测，是研究各种地下水要素随时间变化，阐明区内地下水形成和变化规律，下水要素随时间变化，阐明区内地下水形成和变化规律，进行水位、水量、水质评价和预测的重要手段。在矿区水进行水位、水量、水质评价和预测的重要手段。在矿区水文地质勘查中，监测矿区地下水要素随开采活动的变化，文地质勘查中，监测矿区地下水要素随开采活动的变化，对于分析矿井充水条件的变化规律，预测矿井突水，判别对于分析矿井充水条件的变化规律，预测矿井突水，判别突水水源和确定突水通道等有着十分重要的意义。突水水源和确定突水通道等有着十分重要的意义。5实验室试验分析实验室试验分析 为取得地下水水质，岩石的物理、水理和

11、力学性质指为取得地下水水质，岩石的物理、水理和力学性质指标，岩石的破坏和溶蚀机理等资料，需要采集水、岩、土标，岩石的破坏和溶蚀机理等资料，需要采集水、岩、土样进行实验室鉴定、分析和试验，为分析评价矿区水文地样进行实验室鉴定、分析和试验，为分析评价矿区水文地质条件提供重要依据，是重要的水文地质工作手段之一。质条件提供重要依据，是重要的水文地质工作手段之一。二二矿区水文地质勘探方法和勘探工作程序矿区水文地质勘探方法和勘探工作程序（二）矿区水文地质勘探工作程序（二）矿区水文地质勘探工作程序 水文地质勘查，应按一定的工作程序，有计划、有步骤地进行，一般应遵循下述原则。（1） 勘查工作应从普查开始，然后

12、进入详查（初勘）和精查（详勘查工作应从普查开始，然后进入详查（初勘）和精查（详勘）。就矿区水文地质勘查而言，从普查到精查是一个工作范围由大勘）。就矿区水文地质勘查而言，从普查到精查是一个工作范围由大到小，工作要求由粗到精，对水文地质条件的认识由表及里、由浅入到小，工作要求由粗到精，对水文地质条件的认识由表及里、由浅入深的过程。各阶段有其侧重的内容和要求，一般应依次进行。深的过程。各阶段有其侧重的内容和要求，一般应依次进行。（2） 勘查方法的组织应按测绘勘查方法的组织应按测绘勘探勘探试验试验长期观测的顺序安排。长期观测的顺序安排。前者是后者的基础，后者是前者的深入前者是后者的基础，后者是前者的深

13、入 。（3） 勘查工程量的投入，应根据具体条件由少到多，由点到线，进一勘查工程量的投入，应根据具体条件由少到多，由点到线，进一步控制到面，以求既在经济技术上合理可行，又保证勘查成果的质量。步控制到面，以求既在经济技术上合理可行，又保证勘查成果的质量。（4）每一勘查阶段都应按准备工作、野外施工和室内总结三段时期进每一勘查阶段都应按准备工作、野外施工和室内总结三段时期进行。行。 准备工作时期准备工作时期:应广泛收集资料，明确存在的问题和需要进行的工作，应广泛收集资料，明确存在的问题和需要进行的工作，重点是编制勘查工作设计书。设计书内容应包括：勘查区的范围、地质重点是编制勘查工作设计书。设计书内容应

14、包括：勘查区的范围、地质及水文地质概况，研究程度和存在问题，勘查阶段的确定、勘查任务和及水文地质概况，研究程度和存在问题，勘查阶段的确定、勘查任务和要求，勘查方法的组织、工程量及布置原则和技术要求，预期成果，时要求，勘查方法的组织、工程量及布置原则和技术要求，预期成果，时间进度、设备计划、人员组织及经济预算等。设计书须经有关部门批准间进度、设备计划、人员组织及经济预算等。设计书须经有关部门批准后方能实施（包括按设计要求着手具体准备和投入施工）。后方能实施（包括按设计要求着手具体准备和投入施工）。 野外施工时期野外施工时期:是按设计要求进行各项水文地质勘查工作。施工中既是按设计要求进行各项水文地

15、质勘查工作。施工中既要坚持先设计后施工，又要注意各种勘查方法的有机配合，更应保证每要坚持先设计后施工，又要注意各种勘查方法的有机配合，更应保证每项工程的施工质量和加强勘查资料的综合分析，以便及时发现问题，采项工程的施工质量和加强勘查资料的综合分析，以便及时发现问题，采取措施（包括修改设计），保证勘查成果的质量。取措施（包括修改设计），保证勘查成果的质量。 室内工作时期室内工作时期:是最后完成勘查任务的关键时期，主要任务是编制出是最后完成勘查任务的关键时期，主要任务是编制出符合设计要求的水文地质图件和报告书。符合设计要求的水文地质图件和报告书。第二节 矿区水文地质测绘矿区水文地质测绘一、水文地质

16、测绘的目的、任务和工作阶段一、水文地质测绘的目的、任务和工作阶段二、矿区水文地质测绘的基本内容和要求二、矿区水文地质测绘的基本内容和要求一一 水文地质测、绘的目的、任务和工作阶段水文地质测、绘的目的、任务和工作阶段（一）水文地质测绘的目的和任务（一）水文地质测绘的目的和任务(二）水文地质测绘的（工作阶段二）水文地质测绘的（工作阶段)1.准备工作阶段准备工作阶段2.野外工作阶段野外工作阶段3.室内工作阶段室内工作阶段一、水文地质测绘的目的、任务和一、水文地质测绘的目的、任务和工作阶段工作阶段（一）水文地质测绘的目的和任务（一）水文地质测绘的目的和任务观察地层的空隙及其含水性，确定含水层和隔水层观

17、察地层的空隙及其含水性，确定含水层和隔水层的岩性结构、厚度、分布、破碎情况及其变化；判的岩性结构、厚度、分布、破碎情况及其变化；判断含水层的富水性，是水文地质勘查的基础，其目断含水层的富水性，是水文地质勘查的基础，其目的是通过对地下水天然和人工露头点，以及与地下的是通过对地下水天然和人工露头点，以及与地下水有关的自然地理、地质现象的调查观测，并对所水有关的自然地理、地质现象的调查观测，并对所得的资料进行分析研究，找出它们的内在联系，用得的资料进行分析研究，找出它们的内在联系，用以评价测区的水文地质条件，为地区规划或专门性以评价测区的水文地质条件，为地区规划或专门性生产建设提供水文地质依据。生产

18、建设提供水文地质依据。 （一）水文地质测绘的目的和任务（一）水文地质测绘的目的和任务研究由含水层补给的各种地下水露头的出水量及其动态变化；分析褶皱究由含水层补给的各种地下水露头的出水量及其动态变化；分析褶皱构造和断裂构造的水文地质特征；观察地貌、自然地理、地层构造等对构造和断裂构造的水文地质特征；观察地貌、自然地理、地层构造等对地下水补给、运动、排泄的控制情况及主要含水层间的水力联系，以及地下水补给、运动、排泄的控制情况及主要含水层间的水力联系，以及地下水与地表水间的联系；研究区域地下水的化学成分、水文地球化学地下水与地表水间的联系；研究区域地下水的化学成分、水文地球化学环境及地下水污染情况；

19、掌握区内现有地下水供水或排水设施的工作情环境及地下水污染情况；掌握区内现有地下水供水或排水设施的工作情况和开采前后环境及水文地质条件的变化；结合收集的勘探及试验资料，况和开采前后环境及水文地质条件的变化；结合收集的勘探及试验资料，了解区内深部水文地质条件。了解区内深部水文地质条件。煤田水文地质测绘的比例尺应与勘查阶段的要求相适应。比例尺煤田水文地质测绘的比例尺应与勘查阶段的要求相适应。比例尺普查阶段为普查阶段为1:500001:25000；详查阶段为详查阶段为1:250001:10000；精查阶段为精查阶段为1:100001:5000。水文地质测绘通常是在已有相同比例尺地质图的地区进行，在没有

20、地质水文地质测绘通常是在已有相同比例尺地质图的地区进行，在没有地质图的地区，则要求同时进行地质测绘。不论何种测绘，其测绘面积应尽图的地区，则要求同时进行地质测绘。不论何种测绘，其测绘面积应尽可能包括被研究含水层补给区在内的完整水文地质单元。例如，对于水可能包括被研究含水层补给区在内的完整水文地质单元。例如，对于水文地质条件复杂的矿区，水文地质测绘的范围应大于地质测绘的范围，文地质条件复杂的矿区，水文地质测绘的范围应大于地质测绘的范围，尽可能包括矿区在内的一个完整水文地质单元。尽可能包括矿区在内的一个完整水文地质单元。二）水文地质测绘的（工作阶段二）水文地质测绘的（工作阶段 1准备工作阶段准备工

21、作阶段（1）收集调查区已有资料收集调查区已有资料 需详细收集测区及邻区的前人的资料包括自然地理、地貌、地质及水文地需详细收集测区及邻区的前人的资料包括自然地理、地貌、地质及水文地质资料。资料收集时应充分注意测区内航、卫片等遥感资料的收集与解质资料。资料收集时应充分注意测区内航、卫片等遥感资料的收集与解释，有时可减少测绘工作量。释，有时可减少测绘工作量。（2）现场踏勘现场踏勘 踏勘路线布置，一般选择在地质和水文地质条件较有意义的地段或地层踏勘路线布置，一般选择在地质和水文地质条件较有意义的地段或地层比较完整、有代表性的剖面上。通过对收集的和现场踏勘获得的资料进比较完整、有代表性的剖面上。通过对收

22、集的和现场踏勘获得的资料进行分析研究，以便对测区的地质、水文地质情况有一个总的判断。行分析研究，以便对测区的地质、水文地质情况有一个总的判断。（3）设计书的编制设计书的编制 包括的内容有：水文地质测绘的目的、任务、工作范围，工作区地质、包括的内容有：水文地质测绘的目的、任务、工作范围，工作区地质、水文地质条件研究程度及存在的问题；测绘工作方法、工作量、组织编水文地质条件研究程度及存在的问题；测绘工作方法、工作量、组织编制，主要设备与施工工程的布置；预期成果和完成测绘工作时间及措施制，主要设备与施工工程的布置；预期成果和完成测绘工作时间及措施等。为了使设计书简单明了，最好附有必要的图表，如研究程

23、度图、工等。为了使设计书简单明了，最好附有必要的图表，如研究程度图、工作部署图、设备仪器一览表等。作部署图、设备仪器一览表等。2野外工作阶段野外工作阶段剖面方向：剖面方向：观测线的布置原则要求用最短的路线观测到最多内容观测线的布置原则要求用最短的路线观测到最多内容。应选在。应选在有代表性的地段上，沿地层倾向方向布置，也可以是原踏勘剖面。在地质、有代表性的地段上，沿地层倾向方向布置，也可以是原踏勘剖面。在地质、水文地质条件复杂区，最好能多测绘水文地质条件复杂区，最好能多测绘12条剖面。条剖面。在基岩区进行小比例尺测绘时，主要是沿地质条件变化最大的方向，即垂在基岩区进行小比例尺测绘时，主要是沿地质

24、条件变化最大的方向，即垂直于地层直于地层(含水层含水层)及断层等走向的方向布置观测线。大比例尺情况下，也及断层等走向的方向布置观测线。大比例尺情况下，也常沿层追索，布置观测线。在松散层分布区，则垂直于河流走向及平行地常沿层追索，布置观测线。在松散层分布区，则垂直于河流走向及平行地貌变化的最大方向布置路线。要求穿越分水岭，必要时可沿河谷追索，对貌变化的最大方向布置路线。要求穿越分水岭，必要时可沿河谷追索，对新构造现象应重点研究。在山前倾斜平原区，则应在沿地表倾斜最大和平新构造现象应重点研究。在山前倾斜平原区，则应在沿地表倾斜最大和平行山体两个岩性变化最显著的方向布置观测线。行山体两个岩性变化最显

25、著的方向布置观测线。（1） 布置观测点、观测线布置观测点、观测线 测绘中对地质水文地质等现象的认识，图件的测绘中对地质水文地质等现象的认识，图件的编制，某些规律的获得，都是来源于观测点和观测线的基本资料。对每个编制，某些规律的获得，都是来源于观测点和观测线的基本资料。对每个观测点要求作到观察仔细、描述认真、测量准确、记录全面、绘图清晰和观测点要求作到观察仔细、描述认真、测量准确、记录全面、绘图清晰和采样完整。把各观测点和点间的现象有机地联系起来，则成为一条观测线；采样完整。把各观测点和点间的现象有机地联系起来，则成为一条观测线；联结几条观测线，就完成了一个地区的测绘联结几条观测线，就完成了一个

26、地区的测绘。（2） 实测控制（标准）剖面实测控制（标准）剖面 查明区内各类岩层的层序、岩性、结构、构造及岩相特点，裂隙岩溶发育查明区内各类岩层的层序、岩性、结构、构造及岩相特点，裂隙岩溶发育特征，厚度及接触关系，确定标志层和层组；其次是研究各类岩石的含水特征，厚度及接触关系，确定标志层和层组；其次是研究各类岩石的含水性和其它水文地质特征。性和其它水文地质特征。 观测点的布置原则要求既能控制全区又能照顾到重点地段，一般不宜均观测点的布置原则要求既能控制全区又能照顾到重点地段，一般不宜均匀分布。通常，地质点布置在地层界面、断裂带、褶皱变化剧烈部位、裂匀分布。通常，地质点布置在地层界面、断裂带、褶皱

27、变化剧烈部位、裂隙岩溶发育部位及各种接触带上；地貌点布置在地形控制点、地貌成因类隙岩溶发育部位及各种接触带上；地貌点布置在地形控制点、地貌成因类型控制点、各种地貌分界线，以及物理地质现象发育点上；水文地质点布型控制点、各种地貌分界线，以及物理地质现象发育点上；水文地质点布置在泉、井、钻孔和地表水体处，主要的含水层或含水断裂带的露头处，置在泉、井、钻孔和地表水体处，主要的含水层或含水断裂带的露头处，地表水渗漏地段等重要的水文地质界线，以及布置在能反映地下水存在与地表水渗漏地段等重要的水文地质界线，以及布置在能反映地下水存在与活动的各种自然地理的、地质的和物理地质现象等标志处。对已有的取水活动的各

28、种自然地理的、地质的和物理地质现象等标志处。对已有的取水和排水工程也应布点研究，在矿区水文地质测绘中尤其需重视区内已有开和排水工程也应布点研究，在矿区水文地质测绘中尤其需重视区内已有开采井巷的水文地质测绘与观测，尽可能详尽地收集有关资料。采井巷的水文地质测绘与观测，尽可能详尽地收集有关资料。采样：实测中，应按要求采取地层、构造、化石等标本和水样、岩样等样品，以供采样：实测中，应按要求采取地层、构造、化石等标本和水样、岩样等样品，以供分析鉴定之用。要在现场进行草图描绘或摄影照相，以便发现问题及时补测。分析鉴定之用。要在现场进行草图描绘或摄影照相，以便发现问题及时补测。 （3）进行必要的轻型勘探和

29、抽水进行必要的轻型勘探和抽水 测绘中，除要求全面搜测绘中，除要求全面搜集区内现有的钻孔、井巷及生产水井的资料外，还要求在集区内现有的钻孔、井巷及生产水井的资料外，还要求在现场进行一些轻型勘探和抽水。例如，为取得含水层的富现场进行一些轻型勘探和抽水。例如，为取得含水层的富水性资料，常布置一些民用水井的简易抽水或渗水工作。水性资料，常布置一些民用水井的简易抽水或渗水工作。 （4）做好野外时期的室内工作做好野外时期的室内工作 野外测绘时期，每天都应野外测绘时期，每天都应把当日的记录和图件认真地检查，并对第二天工作作出安把当日的记录和图件认真地检查，并对第二天工作作出安排。当野外工作进行一定时段和在收

30、队前，应当按时段进排。当野外工作进行一定时段和在收队前，应当按时段进行全面检查，一旦发现不足应立即在现场进行校核和补充，行全面检查，一旦发现不足应立即在现场进行校核和补充，以保证质量。以保证质量。3室内工作阶段室内工作阶段 是完成编写测绘成果的阶段，是整理、分析所得是完成编写测绘成果的阶段，是整理、分析所得资料，由感性认识提高到理性认识，编写出高质资料，由感性认识提高到理性认识，编写出高质量报告的关键时期。室内工作阶段的具体内容，量报告的关键时期。室内工作阶段的具体内容，可参照有关规程，如可参照有关规程，如煤田水文地质测绘规程煤田水文地质测绘规程等进行。等进行。二、矿区水文地质测绘的基本内容和

31、要求二、矿区水文地质测绘的基本内容和要求一）地质研究一）地质研究1地质构造的研究地质构造的研究2.新生界地层的研究新生界地层的研究3地貌的研究地貌的研究4物理地质现象的研究物理地质现象的研究（二）水点的研究（二）水点的研究1泉的调查泉的调查2岩溶水点岩溶水点(包括地下河包括地下河)的调查的调查3水井、钻孔的调查水井、钻孔的调查4地表水体、地表塌陷的调查地表水体、地表塌陷的调查5老窑及生产矿井的调查老窑及生产矿井的调查 一）地质研究一）地质研究 1地质构造的研究地质构造的研究 应重点研究，地质构造对一个地区的地下水的埋藏、形成条应重点研究，地质构造对一个地区的地下水的埋藏、形成条件和分布规律起控

32、制作用。例如褶曲可以形成自流盆地或自件和分布规律起控制作用。例如褶曲可以形成自流盆地或自流斜地。在褶曲的不同部位流斜地。在褶曲的不同部位(轴部和两翼轴部和两翼)裂隙发育的程度往裂隙发育的程度往往不同，因此含水性和富水性也有很大的差别。从水文地质往不同，因此含水性和富水性也有很大的差别。从水文地质角度研究断裂时，除了要查明断裂的发育方向、规模、性质、角度研究断裂时，除了要查明断裂的发育方向、规模、性质、充填胶结情况、结构面的力学性质和各个构造形迹之间的成充填胶结情况、结构面的力学性质和各个构造形迹之间的成生联系外，还要通过各种方法确定断裂带的导水性、富水性，生联系外，还要通过各种方法确定断裂带的

33、导水性、富水性，以及在断裂带上是否有上升泉及其流量大小等。因此，必须以及在断裂带上是否有上升泉及其流量大小等。因此，必须选择不同条件的典型地段，作系统的裂隙统计工作。选择不同条件的典型地段，作系统的裂隙统计工作。 2新生界地层的研究新生界地层的研究 除岩性和岩相、颜色、结构、构造及矿物成分外，还要研究除岩性和岩相、颜色、结构、构造及矿物成分外，还要研究疏松岩石的特殊夹层、层间接触关系、成因类型和时代划分，疏松岩石的特殊夹层、层间接触关系、成因类型和时代划分，并且要与地貌、新构造运动密切结合起来。这是由于不同的并且要与地貌、新构造运动密切结合起来。这是由于不同的地貌单元和发育程度不同的新构造运动

34、，反映了不同的新生地貌单元和发育程度不同的新构造运动，反映了不同的新生界沉积和地下水的赋存条件。界沉积和地下水的赋存条件。3地貌的研究地貌的研究 对地貌的观察和描述应与水文地质条件的分析研究紧密配对地貌的观察和描述应与水文地质条件的分析研究紧密配合，着重观察研究与地下水富集有关或由地下水活动引起合，着重观察研究与地下水富集有关或由地下水活动引起的地貌现象的地貌现象(如河谷、河流阶地、冲沟以及微地貌等如河谷、河流阶地、冲沟以及微地貌等)。4物理地质现象的研究物理地质现象的研究 对一些与地下水形成有关的物理地质现象如滑坡、潜蚀、对一些与地下水形成有关的物理地质现象如滑坡、潜蚀、岩溶、地面塌陷、古河

35、床、沼泽化及盐渍化现象等，都应岩溶、地面塌陷、古河床、沼泽化及盐渍化现象等，都应进行观察描述。综合分析研究这些现象，对正确认识调查进行观察描述。综合分析研究这些现象，对正确认识调查区域地下水形成规律可以得到重要的启发。区域地下水形成规律可以得到重要的启发。（二）水点的研究（二）水点的研究 水点包括地下水的天然露头及人工露头。前者如泉、沼泽和湿水点包括地下水的天然露头及人工露头。前者如泉、沼泽和湿地；后者如井、钻孔、井巷及试坑等。另外，对岩溶地区的落地；后者如井、钻孔、井巷及试坑等。另外，对岩溶地区的落水洞、地下河出口、天窗等，也应进行调查。水洞、地下河出口、天窗等，也应进行调查。 1泉的调查泉

36、的调查 泉是地下水的天然露头，是最基本的水文地质点，可作为判断泉是地下水的天然露头，是最基本的水文地质点，可作为判断区域岩层富水性的依据，可能是直接利用的地下水源。调查研区域岩层富水性的依据，可能是直接利用的地下水源。调查研究内容：究内容： （1）泉出露的地形特点）泉出露的地形特点，说明出露在何种地形单元及何种位，说明出露在何种地形单元及何种位置上，绘出泉附近的示意平面图，并摄影或作素描图，在可能置上，绘出泉附近的示意平面图，并摄影或作素描图，在可能的情况下还要作剖面图。泉的分布山区比平原多，山区常是发的情况下还要作剖面图。泉的分布山区比平原多，山区常是发育断裂，加之侵蚀作用强烈；平原区常为新

37、生界地层覆盖，因育断裂，加之侵蚀作用强烈；平原区常为新生界地层覆盖，因而泉水出露较少。而泉水出露较少。 （2）泉的出露高程，并指出泉与附近河水面或谷底的相对高）泉的出露高程，并指出泉与附近河水面或谷底的相对高度。度。描述泉出露口的特点，如集中一股水或几股水，呈线状出描述泉出露口的特点，如集中一股水或几股水，呈线状出露或呈稍显湿润的沼泽状态，水是否冒涌，有否气泡涌出，泉露或呈稍显湿润的沼泽状态，水是否冒涌，有否气泡涌出，泉出露口有否沉淀物和其沉淀的情况等。出露口有否沉淀物和其沉淀的情况等。（3）泉出露口附近的地质情况，基岩观测描述，泉水来）泉出露口附近的地质情况，基岩观测描述，泉水来自何种地层，

38、或与何种构造现象有关。当泉水从新生界松自何种地层，或与何种构造现象有关。当泉水从新生界松散沉积物流出时，应注意判断它的补给来源，必要时应清散沉积物流出时，应注意判断它的补给来源，必要时应清除表土，揭露补给泉水的含水层。除表土，揭露补给泉水的含水层。（4）在大比例尺测绘工作或以研究泉为目的的专门水文在大比例尺测绘工作或以研究泉为目的的专门水文地质测绘中，对每个泉都要测量其地质测绘中，对每个泉都要测量其流量；对于具有代表性；对于具有代表性的泉水要的泉水要取样进行化学分析，以了解其化学成分；研究泉进行化学分析，以了解其化学成分；研究泉的动态；泉水的温度变化等。判断泉的补给条件可根据泉的动态；泉水的温

39、度变化等。判断泉的补给条件可根据泉流量的不稳定系数，进行分类流量的不稳定系数，进行分类(表表5-1)。注：不稳定系数注：不稳定系数=年最小流量年最小流量/年最大流量年最大流量（5）对于人工挖泉应了解其挖掘位置、深度、泉水出露对于人工挖泉应了解其挖掘位置、深度、泉水出露的高程和地形条件、水量大小等。的高程和地形条件、水量大小等。泉的类型极稳定的稳定的变化的变化极大的极不稳定的不稳定系数11-0.50.5-0.10.1-0.0370破碎带60松散层50泥浆，工作段用清水可不止水试验孔11091清水止水观测孔9176清水分层止水开采孔大于泵径50mm以上可较工作段小一级清水止水探放水孔4242可用泥

40、浆止水一）松散沉积区水文地质勘探钻孔的布置原则二）基岩区水文地质勘探钻孔的布置要求山间盆地内的主要勘探线，应沿山前至盆地中心方向布置 勘探线应控制山前倾斜平原含水层的分布及其在纵向(从山区到平原)和横向上的变化特点 勘探线应垂直于主要的现代及古代河道方向布置 勘探线应垂直海岸线布置 2. 岩溶地区1. 裂隙岩层分布地区二、水文地质钻孔的布置原则二、水文地质钻孔的布置原则符合经济与技术要求，即用最少的工程量、符合经济与技术要求，即用最少的工程量、最低的成本、最短的时间，获得质量最高、最低的成本、最短的时间，获得质量最高、数量最多的水文地质资料数量最多的水文地质资料 图图5-1 山前洪积扇地区钻孔

41、布置示意图山前洪积扇地区钻孔布置示意图a-平面图，b-剖面田；1-基岩；2-砂砾；3-亚砂土；4-亚粘土；5-粘土；6-河流流向；7-钻孔（一）地下水主要赋存在风化和构造裂隙中，形成脉网状水流系统。为查明风化裂隙水埋藏分布规律的勘探线，一般沿着河谷至分水岭的方向布置，孔深一般小于100m。为查明层间裂隙含水层及各种富水带的勘探线，则应垂直含水层或含水带走向的方向布置，其孔深决定于层状裂隙水的埋藏深度和构造富水带发育程度，一般为100200m。对于供水勘察，因这类水源地出水量一般不大，为节省钻探投资，勘探工作最好结合开采工作进行。 （二）北方的岩溶水盆地，主要的勘探线应沿区域岩溶水的补给区到排泄

42、区的方向布置，以查明不同地段的岩溶发育规律。从勘探线上钻孔的分布来说，近排泄区应加密布孔，或增加与之平行的辅助勘探线，以查明岩溶发育带的范围。在垂直方向上，同一水文地质单元内，钻孔揭露深度一般亦应从补给区到排泄区逐渐加大，以揭露深循环系统含水层的富水性和水动力特点。查明岩溶补给边界及排泄边界，对岩溶区水文地质条件评价十分重要，为此，勘探线应通过边界，并有钻孔加以控制。这类水源地的勘探孔，绝大多数都应布置在最有希望的富水（一）水文地质钻孔的结构设计 (孔深、孔径、开孔直径、过滤器的设计）（二）钻孔止水要求（三）钻探冲洗液（四）孔斜（五）封孔在矿区施工的各类地质和水文地质孔，除留作长期观测孔或作供

43、水孔外，其余钻孔必须按封孔设计要求和钻探规程的规定进行封闭，每个封闭段经取样检查合格，孔口埋标，提出封孔报告。要求孔深在l00m内孔斜不得大于1，孔深在100-300m内孔斜不得大于3；使用深井泵抽水时，要求在下深井泵体的试验段内孔斜不得大于2。三、水文地质钻探的技术要求三、水文地质钻探的技术要求根据钻孔的目的要求、地质条件、并结合钻探技术条件来确定。水文地质勘探孔，原则上应揭穿当地的主要含水层，即达到底板。1. 孔深的确定（一）水文地质钻孔的结构设计对于厚度很大的含水层，揭穿整个含水层较困难，或技术上不必揭穿整个含水层时，应按下述原则确定孔深：对基岩含水层，钻孔应穿透含水层的主要富水段或富水

44、构造带；对岩溶含水层，钻孔应穿透岩溶发育带；根据钻探设备所允许的深度范围或目前可能的开采深度确定孔深。对于地下水开采孔或长期疏干降压孔，确定钻孔深度时还应考虑沉淀管的长度，以保证钻孔工作段不被淤塞。沉淀管的长度一般为35m。2. 孔径的确定取决于钻孔的类型、结构、抽水设备及对钻孔出水量大小的要求。孔径设计的内容包括开孔直径、终孔直径和变径尺寸的确定。用于探明水文地质条件的勘探孔、抽水试验孔和地下水动态观测孔，一般为小口径，而且抽水孔和观测孔常需变径止水。用于供水目的的开采孔、探采结合孔或水位疏降孔则要求采用较大的口径，以满足安装抽水设备和一定的抽水量要求。一般在松散地层中其口径多在400mm以

45、上，在基岩中一般亦应大于200mm。井下探放水孔常用42、54、60mm的孔径，一般不超过60mm，以免水流流速过高冲垮煤柱。（一）水文地质钻孔的结构设计3开孔直径的确定根据已确定的终孔直径、变径次数和尺寸，自下而上逐级推定开孔直径。开孔孔径除满足孔内最大一级过滤管和填料厚度的要求外，还应满足在钻孔中的浅部松散沉积层和基岩破碎带下入护壁管的要求。供水孔还应考虑所用抽水设备的外部尺寸的要求。因此，一般水文地质钻孔的开孔直径都大于终孔直径。4. 过滤器的设计过滤器是指安装在钻孔中含水层(段)的一种带孔的井管。它的作用是保证含水层中的地下水顺利地进入井管中，同时防止井壁坍塌、防止含水层的细粒物质进入

46、井中造成井孔淤塞。过滤器长度一般与含水层(段)的厚度相一致，管径及孔隙率则取决于钻孔出水量的要求和含水层的性质。（一）水文地质钻孔的结构设计为封闭和隔离目的的含水层与其它含水层的水力联系所做的处理工作称为止水称为止水。止水目的，取得分层水位、水量、水温，水质资料，防止不同含水层互相串通，影响水资源评价和合理利用。要（1）进行分层(组)抽水的钻孔，在试验层与非试验层之间进行止水。（2）进行分层(组)水位观测的钻孔，在观测层(组)与非间（3）供水水源孔，在开采层与非开采层之间止水。（二）钻孔止水要求止水地段必须选择在岩石比较坚硬，厚度稳定、隔水性能良好、岩性在水平方向上变化较小和孔壁比较整齐的部位

47、，以确保止水质量。勘探孔和供水水源勘探孔，是临时性止水，止水材料要求不高。当改作长期观测孔及供水水源孔时，必须用水泥等耐久性的止水材料。止水材料品种较多，常用的有粘土，水泥，胶塞等，利用其可塑性和膨胀性。止水材料的选用要求经济效果好，施工简便。应在主要含水层或试验段(观测段)用清水钻进；当继续钻进有困难时才允许使用泥浆循环固井，只有遇到流砂层、断裂带、孔壁严重坍塌，以及循环液不返水(严重漏水)或遇强透水层等，用泥浆。但在抽水试验前，必须采用有效洗井措施，清除井壁泥浆皮及井壁内的堵塞物，直到流出孔口的水完全返清时为止。（三）钻探冲洗液（一）岩芯的描述和测量（二）水文地质观测内容与方法（三）水文地

48、质钻探的编录工作1. 岩芯的地质描述2测算岩芯采取率3统计裂隙率及岩溶率4进行物探测井及取样分析1水位观测2水温观测 3冲洗液消耗量的观测4钻孔涌水现象的观测5钻具陷落的观测6取水样1整理岩芯2. 填写资料记录表3. 编绘钻孔综合成果图4. 对成果资料进行综合分析研究四四 水文地质钻探的水文地质钻探的观测与编录观测与编录1. 岩芯的地质描述重点是判断岩石的透水性。注意对在地表见不到的现象进行观察和描述，如未风化地层的孔隙、裂隙、岩溶发育及其充填胶结情况，地层的厚度，地下水的活动痕迹，发现地表未出露的岩层、构造等。2测算岩芯采取率判断坚硬岩石的破碎程度及岩溶发育程度，分析岩石的透水性和确定含水层

49、位。算式Ku=L0/L100式中 Ku岩芯采取率； L0某回次所取岩芯的总长度，m； L本回次进尺长度，m。在基岩和粘土层中Ku不得小于70，在构造破碎带、风化带和裂隙、岩溶带和非粘性土中，Ku不得小于50%。3统计裂隙率及岩溶率4进行物探测井及取样分析在终孔后，应在孔内进行综合物探测井，以便准确划分含水层(段)，并取得有关参数。（一）岩芯的描述和测量1、水位观测的要求是：每次下钻前和提钻后各观测一次。但对采样、处理事故、专门提取岩芯、扫孔或人工补斜时，可不观测回次水位。钻进中遇涌水，提钻后水位涌出孔口，亦可不观测回次水位，但应在下钻前观测一次涌水量。在进尺少，提钻次数频繁时，可隔23回次或每

50、班观测一次。2、一般孔内水温的变化可作为判断新含水层出现的标志。 3、冲洗液消耗量的变化最能说明岩层透水性的变化。冲洗液的大量消耗，表明钻孔可能是揭露了透水性很好的透水层、透水通道或含水层。在钻进过程中，如果系统地观测孔内冲洗液消耗量的变化，不仅可以发现新的含水层，而且还能确定含水层的埋藏深度，判断含水层的性质。 4、涌水量可据自流孔涌水高度(f)及孔口管内径(d)用下式进行计算：式中 Q钻孔涌水量，L/s； f孔口涌水高度，dm； d孔口管内径，dm。)112fdQ ).+(=ffdQ001301112当f5m时（二）水文地质观测内容与方法5钻具陷落的观测在岩溶发育带，构造破碎带或老窑分布地

51、段钻进时，往往容易出现钻具陷落现象(掉钻)，钻具的陷落表明钻进过程中遇到了溶洞或较大的空洞。观测钻具陷落可以帮助确定含水层的位置和发现新的含水层，对查明溶洞或巨大裂隙的分布、直径大小，充填程度等也可提供可靠的依据。观测钻具陷落时应记录掉钻的层位和起止深度，同时也应注意水位及冲洗液消耗量的变化，以帮助判断溶洞或构造破碎带的规模及含水层透水性。6取水样评价地下水水质，一般在测定含水层稳定水位后采取水样。而作为发现含水层的手段，则应经常采样，分析其中某种或某几种成分，找出它们突然发生变化的位置，并配合其它条件确定含水层。（二）水文地质观测内容与方法1整理岩芯 将钻进时采取的岩芯进行认真整理，排放整齐

52、，按顺序标志清楚，并准确地进行测量、描述和记录。勘探结束后，重点钻孔的岩芯要全部长期保留，钻孔则按规定保留缩样或标本。2. 填写资料记录表 将钻探时取得的各种资料，用准确、简洁的文字详细地填写于钻探编录表和各种观测记录表格中。3. 编绘钻孔综合成果图 将核实后的各种资料，编绘在钻孔综合成果图上图的内容应包括地质柱状、钻孔结构、地层深度和厚度、岩性描述、含水层与隔水层、岩芯采取率、冲洗液消耗量，地下水水位、测井曲线、孔内现象等。还应包括水文地质试验成果、水质分析成果图等。（三）水文地质钻探的编录工作4. 对成果资料进行综合分析研究 随着钻探工作的进行，还应对勘探线上全部的钻孔成果资料进行综合分析

53、和对比研究。结合水文地质测绘及其它勘查成果资料，总结出勘探区内平面及剖面上的水文地质条件变化规律，并作出相应的水文地质平面和剖面图。例如，在岩溶发育地区，可编绘岩溶发育图、溶洞分布图、岩溶水文地质剖面图、冲洗液消耗量等值线图、冲洗液消耗量与岩芯采取率随深度变化曲线图、冲洗液消耗量对比剖面图等。（三）水文地质钻探的编录工作第四节第四节 矿区水文地质试验矿区水文地质试验 对地下水进行定量研究的重要手段对地下水进行定量研究的重要手段包括：野外试验包括：野外试验(或称现场试验或称现场试验) 和室内试验：和室内试验：抽水试验、抽水试验、放水试验、放水试验、渗水试验、渗水试验、注水试验、注水试验、压水试验

54、、压水试验、连通试验连通试验土的颗粒分析、土的颗粒分析、岩土物理性质、岩土物理性质、水理性质测定、水理性质测定、岩土和水的化学岩土和水的化学分析分析矿区水文地质试验矿区水文地质试验一、抽水试验的目的、任务和类型一、抽水试验的目的、任务和类型二、抽水试验的技术要求二、抽水试验的技术要求三、抽水试验的设备三、抽水试验的设备四、抽水试验的现场工作四、抽水试验的现场工作五、其它水文地质试验方法五、其它水文地质试验方法（一）抽水试验的目的任务（二）抽水试验的类型（一）抽水试验的场地布置（二）稳定流抽水实验的技术要求（三）非稳定流抽水实验的技术要求（一）准备工作（二）现场观测和记录（三）资料整理（一）试验

55、方法（二）水位传递法（三）连通试验一、抽水试验的目的、任务和类型一、抽水试验的目的、任务和类型 （一）抽水试验的（一）抽水试验的目的、任务目的、任务 确定含水层及越流层的水文地质确定含水层及越流层的水文地质参数； 确定抽水井的实际涌水量与水位降深之间的确定抽水井的实际涌水量与水位降深之间的关系； 研究降落漏斗的研究降落漏斗的形状、大小及扩展过程；、大小及扩展过程； 研究含水层之间及含水层与地表水体、老窑积水之研究含水层之间及含水层与地表水体、老窑积水之间的间的水力联系；确定含水层的确定含水层的边界位置及性质（补给或隔水边界）；位置及性质（补给或隔水边界）； 进行含水层疏干或地下水开采的模拟，以

56、确定井间进行含水层疏干或地下水开采的模拟，以确定井间距、开采降深、合理井径等群井设计参数。距、开采降深、合理井径等群井设计参数。（二）抽水试验的类型（二）抽水试验的类型1据抽水试验井孔的数量分单孔抽水、多孔抽水和干扰井群抽水试验据抽水试验井孔的数量分单孔抽水、多孔抽水和干扰井群抽水试验单孔抽水试验只有一个抽水孔，水位观测也在抽水孔中进行。它方法简单，成单孔抽水试验只有一个抽水孔，水位观测也在抽水孔中进行。它方法简单，成本较低。只能本较低。只能qs关系和概略的渗透系数。在普查和详查阶段应用较多。关系和概略的渗透系数。在普查和详查阶段应用较多。多孔抽水试验是由一个主孔抽水，一定数量的水位观测孔。它

57、能测定不同方向多孔抽水试验是由一个主孔抽水，一定数量的水位观测孔。它能测定不同方向的渗透系数、影响半径的大小、降落漏斗的形态及发展情况、含水层之间及其的渗透系数、影响半径的大小、降落漏斗的形态及发展情况、含水层之间及其与地表水之间的水力联系等，所取得的成果精度也较高。与地表水之间的水力联系等，所取得的成果精度也较高。成本较高，多用于精查成本较高，多用于精查阶段。阶段。干扰井群抽水试验是指在多个抽水孔中同时抽水，另外布置若干观测孔。分一般干扰干扰井群抽水试验是指在多个抽水孔中同时抽水，另外布置若干观测孔。分一般干扰井群抽水试验和大型群孔抽水试验。井群抽水试验和大型群孔抽水试验。一般干扰井群抽水试

58、验是为了研究相互干扰井的涌水量与水位降深的关系。或因为含一般干扰井群抽水试验是为了研究相互干扰井的涌水量与水位降深的关系。或因为含水层极富水、单个抽水孔形成的水位降深不大、降落漏斗范围太小，则在较近的距离水层极富水、单个抽水孔形成的水位降深不大、降落漏斗范围太小，则在较近的距离内打几个抽水孔，组成一个孔组同时抽水。或为了模拟开采或疏干，在若干井孔内同内打几个抽水孔，组成一个孔组同时抽水。或为了模拟开采或疏干，在若干井孔内同时抽水，观测研究整个流场的变化。成本高，只在条件复杂地区的精查阶段或开采时抽水，观测研究整个流场的变化。成本高，只在条件复杂地区的精查阶段或开采（疏干）阶段使用。（疏干）阶段

59、使用。大型群孔抽水试验是在一些岩溶大水矿区水文地质精查阶段（或专题性勘探）中使用。大型群孔抽水试验是在一些岩溶大水矿区水文地质精查阶段（或专题性勘探）中使用。由数个孔组，观测孔很多，分布范围大，大流量、大降深、长时间抽水，形成一个大由数个孔组，观测孔很多，分布范围大，大流量、大降深、长时间抽水，形成一个大的人工流场，以便充分揭露边界条件和整个流场的非均质状况。花费巨大人力和财力，的人工流场，以便充分揭露边界条件和整个流场的非均质状况。花费巨大人力和财力，仅用于涌水量很大、边界条件不清、水文地质条件复杂的矿区。仅用于涌水量很大、边界条件不清、水文地质条件复杂的矿区。2按抽水试验所依据的井流理论，

60、分稳定流抽水和非稳定流抽水试验按抽水试验所依据的井流理论，分稳定流抽水和非稳定流抽水试验稳定流抽水试验要求抽水时的流量和水位降深都相对稳定，即不随时间稳定流抽水试验要求抽水时的流量和水位降深都相对稳定，即不随时间改变。计算方法比较简单。只在补给水源充沛且相对稳定的地段抽水时，改变。计算方法比较简单。只在补给水源充沛且相对稳定的地段抽水时，才能形成相对稳定的似稳定流场，故其应用受到一定限制。才能形成相对稳定的似稳定流场，故其应用受到一定限制。非稳定流抽水试验只要求水位和流量中的一个稳定，另一个可随时间变非稳定流抽水试验只要求水位和流量中的一个稳定，另一个可随时间变化。计算比稳定流理论更接近实际，