2023一级建造师矿山专业笔记-矿山工程水文地质2

这是一篇关于矿山工程水文地质的思维导图，主要内容包括：矿山地质图及其应用，主题，矿井水的综合防治，矿井水文地质类型划分（防治水难易程度），钻孔水位观测。

矿山工程水文地质

• 主题
• 钻孔水位观测
  • 工具
    • 铅制测盅
    • 电测水位计
  • 作用
    • 预报透水事故的发生
    • 了解断层的导水性
    • 了解突水水源层位
    • 了解地下水与地表水的补给关系
  • 矿井涌水量实测方法
    • 浮标法
    • 堰测法
    • 容积法
    • 观测水仓水位法
  • 矿井涌水量预测方法
    • 地下水动力学法（大井法）
    • 水文地质比拟法
    • 涌水量与水位降深曲线法
      • 实质：根据三次抽（或放）水试验资料 来推测相似水文地质条件地段新设计井巷的涌水量
• 矿井水文地质类型划分（防治水难易程度）
  • 简单：防治水工作简单
  • 中等：防治水工作简单或易于进行
  • 复杂：防治水工程量较大，难度较高
  • 极复杂：防治水工程量大，难度高
  • a、矿井水文地质类型每三年重新确定；发生重大突水事故，应在恢复生产前重新确定地质类型。b、水文地质条件复杂、极复杂矿井应每月开展一次水害隐患排查； c、其他矿井每季度开展一次。
• 矿井水的综合防治
  • 原则：预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采。 探、防、堵、疏、排、截、监
  • 防治方法
    • 地面防水
    • 井下防水
      • 措施
        • 探放水
          • 采掘面接近冲水的小窑、采空区、充水断层、强含水层等，易发生突水。
          • 探水起点确定：按老空的最深下山划定一条积水线，即老窑的采空区范围、积水区边界、最好利用物探方法查明，也可利用调查、访问等获取的相关资料确定。 积水线外推60~150m作为探水线。由探水线再平行外推60~150m作为警戒线，外推数值取决于积水区的水头压力、积水量大小、每层厚度及其抗压强度等因素。
          • 探水时，从探水线开始向前打钻孔，“探水-掘进-再探水-再掘金”循环进行，而探水钻孔终孔位置始终超前掘进工作面一段距离（超前距），一般20m，薄煤层不小于8m
          • 允许掘进距离：经探水证实无水害威胁，可安全掘进的距离。
          • 帮距：使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，即呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离。值与超前距相同
          • 钻孔密度（孔间距）：允许掘进距离终点横剖面探水钻孔之间的间距。不超3m，以免漏掉积水区
          • 探水钻孔布置原则：视巷道类型、煤层厚度不同而有所差别。总原则：巷道掘进时所占空间均应有钻孔控制，且钻孔的间距应保证小于巷道高度、宽度、薄煤层的厚度；薄煤层孔少、厚煤层孔多。探水钻孔布置一般平巷不小于3组，上山巷道不少于5组，每组1~3孔
          • 注意事项：水量、水压很大的强含水层时，要制定安全技术措施。 对探水工作面的支护、排水系统和排水沟的疏通、增加防排水设施（临时水仓、水闸门等）和排水能力方案拟订、通风和瓦斯检查、有毒有害气体的预防、避灾路线和联络信号的确定等方面，都要提出明确要求。 探放水采用专用钻机，专业人员和专职探放水队伍施工。
        • 留设防水煤（岩）柱
          • 留设时需要考虑被隔水源的水压、水量、煤层厚度、巷道尺寸、围岩被破坏的程度以及采空后顶板的冒落情况等因素
          • 放隔水煤岩柱一经确定，不得随意变动，并通报临近矿井，严禁在煤岩柱中采掘。
        • 设置防水闸门
          • 一般设置在可能发生突水，需要堵截而平时经常运输和行人的巷道内，如井底车场、水泵房和变电所的出入口处，以及涌水相互影响的采区之间。 闸门由混凝土墙、门框、门扇、放水管、放气管、压力表等部分组成。 闸门由资质单位设计，门体采用定性设计，强度保证承受水压不变形，门扇、门框紧密吻合。门框尺寸满足运输要求。 无运输任务而又不经常行人的巷道，可设自动水闸门，利用涌水压力使门自动关闭。
        • 防水闸墙
          • 设置在无运输和行人的地点，用于隔绝积水的老空或有透水危险的区域，永久构筑物
    • 疏干降压
      • 遇到该3类可考虑
        • 矿层及其顶板含水层的涌水
        • 矿层赋存于隔水或弱含水层中
        • 露天开采时，因地下水作用，降低了土石的物理力学强度，导致边坡滑落
      • 是借助专门的工程（如疏干巷道、抽水钻孔、放水钻孔、吸水钻孔等）及相应的排水设备，积极地、有计划有步骤地使影响采掘安全的含水层降低水位（水压）或造成不同规模的降落漏斗，使之局部疏干的一种矿井防治水手段。
    • 矿井排水
      • 排水方式：直接排水、分段排水、混合排水
      • 排水系统由排水沟、水仓、泵房、排水管路构成。
      • 工作水泵 能力应当在20h内排出矿井24h的正常涌水量。备用水泵不小于工作水泵能力的70%。工作和备用水泵的总能力，应当在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的能力不小于工作水泵能力的25%。对于采用平硐泄水的矿井，总过水能力不小于历年最大渗入矿井水量的1.2倍。对于在建矿井，在永久排水系统形成前，各施工区应当设置临时排水系统，并保证有足够的排水能力。
    • 注浆堵水
      • 静水注浆：浆液不易流失，容易控制
      • 动水注浆：当地下水流速不大时，有助于浆液运动扩散孔隙，对注浆有利
• 矿山地质图及其应用
  • 矿图：a、矿井设计施工和生产管理工作中绘制的一系列图纸的统称。b、表示矿区地面自然状态的地形、地物、地貌等要素和经济现状，反映矿井地质条件和采掘工程活动情况。 c、矿图是矿山企业最重要的一种技术资料，它对于正确地进行采矿设计、编制采掘计划、指导巷道掘进具有十分重要的作用。 d、采用正投影和标高投影方法（以黄海平均海平面为零点确定各点位置的高程。在水平投影图上，在各投影点位置的旁边标注各点的高程数值，叫标高投影法）。e、矿图坐标：用平面直角坐标表示点的相对位置，X轴与地球子午线方向一致，表示南北方向，北正南负；Y轴表示东西方向，东正西负。 f、在水平投影图上与坐标轴平行的方格网线，称为坐标网格，间距一般为10cm。 g、常用比例有1:1万，1:5千，1:2千，1:50
    • 矿山测量图
      • 根据地面和井下实际情况测绘而成图纸
    • 矿井地质图
      • 根据矿井地质勘探资料和采掘过程中揭露的地质信息而绘制的图纸
  • 矿图的分类及用途
    • 基本矿图： 矿山生产、建设过程中必须具备的主要图纸，称为基本矿图。它反映矿山生产建设总体面貌，作为永久技术档案保存，并用以编绘其他生产用图。
      • 井田地形地质图：全面反映井田范围内地物、地貌及地表等地质特征的综合性图纸
      • 工业场地平面图：反映工业场地范围内的生产系统，生活设施和其他自然要素的综合性图纸，作为工业场地规划设计、改扩建和保护矿柱设计的依据
      • 井底车场平面图：反映主要开采水平的井底车场巷道和硐室的位置分布以及通风、排水、排运(矿石、废石)及各种管线布置的综合性图纸，为矿井生产和改扩建设计服务
      • 采掘工程平面图：反映采掘工程活动和地质特征的综合性图纸，是矿井生产建设中最基本最重要的图纸。主要用于指挥生产、掌握采掘进度、了解与邻近矿层的空间关系、修改地质图纸等许多方面，并作为编绘其它生产用图的基础
      • 主要巷道平面图
      • 井上下对照图：反映地面的地形、地物、地貌和井下的采掘工程之间的空间位置关系的综合性图纸
      • 井筒断面图：反映井筒装备、井筒施工和井筒穿越的岩层地质特征的综合性图纸，为矿井井筒设备安装和井筒维修等提供资料依据。
      • 主要保护矿柱图：反映井筒和各种重要建筑物免受采动影响所划定的矿层开采边界综合性图纸，由平面图和沿矿层走向、倾向的若干剖面图组成，为矿井改扩建设计、确定开采边界和指挥生产提供资料依据。
    • 专门矿图
    • 日常生产用图
    • 生产交换图
  • 矿图读法
    • 矿图的判读，主要依靠地物的颜色、符号、说明和注记以及图中标记，如等高线、高程数字等。岩层的产状要素和地质构造主要是通过岩层底板等高线和有关矿图符号来识别。因此，首先实习矿井地质测量图技术管理规定等相关概念、规定和要求，熟悉地质测量图例，还应熟悉地层构造概念、特点及空间几何关系
    • 地层构造和地质构造的表示方法
      • 岩（矿）层产状表示：a、岩（矿）层的走向即岩（矿）层底板等高线的延伸方向， - b、岩（矿）层的倾向是垂直于岩（矿）层底板等高线的由高指向低的方向； c、岩（矿）层的倾角则需要通过计算岩（矿）层底板等高线的等高距和等高线平距之比的反正切来求取。 d、等高线发生弯曲表示矿体走向发生变化。等高线密集程度发生变化，表示矿体倾角发生变化。
      • 巷道与巷道间的关系：a、水平巷道和倾斜巷道主要是通过巷道内导线点标高来辨别，若巷道内导线点标高变化不大，则为水平巷道，否则为倾斜巷道。此外，也可用标识的巷道名称来辨别。 b、区分巷道相交和相错主要是通过两条巷道内导线点标高间的关系。在采掘工程平面图上两条巷道相交，若交点标高相同，则它们是相交的（没注明时，可通过内插标高的方法求得）。否则它们是相错的
      • 部分地质构造的表示：a、岩层的地质构造则需要通过岩层地板等高线结合有关矿图符号一起来识读。b、如岩层底板等高线出现弯曲，一般说明书有褶曲构造；如岩层底板等高线出现中断或错开，则可能是由于陷落柱、断层等地质构造而引起的。 c、正断层表现为等高线缺失；逆断层表现为等高线重叠，重叠部分为上下盘同一层岩体的重叠区。
• 常用地质图
  • 钻孔柱状图：反映一个钻孔内矿体、岩层相互位置关系及厚度的图
  • 地质剖面图：根据同一勘探线上勘探资料编制的，反映地层、矿体、标志层、构造等内容的剖面图
  • 底板等高线图：层状矿体底板与一定标高的假想水平面相交，交线就是该矿体的底板等高线，将这些等高线投影在水平面上得到的图
  • 矿井充水性图：综合记录井下实测水文地质资料的图纸，分析矿井充水规律、开展水害预测及制定防治水措施的主要依据之一，矿井水害防止的必备图纸。
  • 矿井综合水文地质柱状图：反映含水层、隔水层、煤层之间的组合关系和含水层层数、厚度及富水性的图纸。一般采用相应比例尺随矿井综合水文地质图一起编制
  • 矿井水文地质剖面图：反映含水层、隔水层、褶曲、断裂构造等和煤层之间的空间关系。
  • 矿井含水层等水（压）位线图：反映地下水的流场特征。水文地质复杂型和极复杂型矿井，对主要含水层应当坚持定期绘制等水（压）位线图，以对照分析矿井疏干动态
  • 矿区岩溶图：岩溶特别发育的矿区，应根据调查和勘探的实际资料编制矿区岩溶图，为研究岩溶的发育分布规律和矿井溶水防治提供参考依据