矿区水文地质工程地质勘查规范

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矿区水文地质工程地质勘查规范 （GB/T 12719-2021）

• 1范围
  • 基本要求
    • 本标准规定了勘查类型、勘查程度、工程量、勘查技术要求及矿区水文地质工程地质环境地质评价和报告编写的基本要求。
  • 适用范围
    • 本标准适用于固体矿产矿区水文地质工程地质各阶段的勘查工作，是制订勘查设计、工程质量检查、验收和报告编写、审查批准的依据。
• 2 规范性引用文件
  • GB 3838 地表水环境质量标准 GB 5749 生活饮用水卫生标准 GB 8537 食品安全国家标准饮用天然矿泉水 GB/T 11615 地热资源地质勘查规范 GB/T 14848 地下水质量标准 GB 18306 中国地震动参数区划图 DZ/T 0342-2020 矿坑涌水量预测计算规程
• 3 术语和定义
  • 主要充水含水层
    • 在矿床开采条件下，对井巷产生充水量较大的一个或多个的含水层
  • 水文地质勘查
    • 为查明一个地区的水文地质条件进行的野外和室内水文地质工作。 包括水文地质测绘、物探、钻探、试验、地下水动态监测等工作。
  • 矿井（坑）涌水量
    • 有变化规律的充水因素（不含井巷突水、地表水倒灌等）所形成的矿井（坑）涌水量。
  • 矿山工程地质问题
    • 采矿工程与岩土体相互作用产生地质危害的总称。
  • 矿区地质环境评价
    • 对矿区地质环境质量现状的评价和对矿山开采条件下的地质环境质量进行预测，进而提出控制和消除因采矿而产生的有害作用及合理开发和保护地质环境的对策。
  • 水体环境背景值
    • 未受人类活动影响情况下，水体（地表水、地下水）中各种化学组分的天然含量。 目前地球上几乎找不到未受人类活动影响的地方，因此，求得的背景值实际上是人类活动作用相对较轻情况下的各种化学组分的含量。
  • 垮落带
    • 由采矿引起的上覆岩层破裂并向采空区垮落的岩层范围。
  • 导水裂缝带
    • 采矿引起的上覆岩层垮落、断裂和裂隙的岩层范围。
• 4 总则
  • 4.1 勘查工作的阶段划分及基本任务
    • 普查阶段
      • 大致查明工作区的水文地质条件，初步划分水文地质和工程地质勘查类型，概略评价区域水文地质条件对矿床开发的影响，为详查工作与矿山远景规划提供依据。
    • 详查阶段
      • 基本查明矿区的水文地质工程地质条件，划分水文地质和工程地质勘查类型，分析矿床充水因素，预测可能影响矿床开采的主要工程地质和环境地质问题，为矿床初步技术经济评价、矿山总体建设规划和矿区勘探设计提供依据。
    • 勘探阶段
      • 1. 查明矿区水文地质条件及矿床充水因素，预测矿井（坑）涌水量，评估突水灾害危险性，对矿床水资源综合利用进行评价，指出供水水源方向，提出含水层保护建议。 2. 查明矿区工程地质条件，评价矿体顶底板工程地质特征、井巷围岩或露天采矿场岩体质量和稳固（定）性，分析和评价开采条件下可能发生的主要工程地质问题，预测可能出现的主要地质灾害，提出防治措施。 3. 调查评价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，提出防治建议。
  • 4.2 勘查工作基本原则
    • 1. 矿区水文地质工程地质勘查和环境地质调查评价应与矿产地质勘查工作阶段相适应。 2. 水文地质和工程地质条件简单的矿区，勘查阶段可简化或合并，但提供矿山建设设计依据的地质勘查报告，均应达到勘探阶段的要求。 3. 矿区水文地质工程地质勘查，应从社会的综合效益出发，既要保障矿山安全，连续生产，又要研究矿山排水的综合利用以及对附近水源地和地质环境的可能影响。 4. 勘查区域宜包括一个完整的水文地质单元，当水文地质单元面积过大时，应包括疏干排水可能影响的范围。 5. 水文地质工程地质条件极复杂的矿区，如确需立项建设的矿山，而勘探阶段的工作程度又难于满足设计要求，应根据矿山建设设计的实际需要，针对主要问题进行专门性的水文地质工程地质勘探，提交专项报告。 6. 已确定具有工业利用价值的矿床，通过详查工作满足矿山总体建设规划需要，但矿区水文地质或工程地质条件直接影响矿山建设开发总体设计时，应超前进行水文地质或工程地质勘探。 7.扩大延深勘探矿区，应充分利用已有勘探报告和矿山生产中的资料，对矿区水文地质工程地质环境地质条件进行评价。当不能满足要求时，应根据实际需要，有针对性地进行补充勘探。 8. 各矿种的矿区水文地质工程地质勘查和环境地质调查评价的基本要求以本标准为准，各矿种可依其特点，在各矿种规范中制订相应要求，与本标准配套使用。
• 5 矿区水文地质勘查
  • 5.1 勘查类型划分
    • 根据矿床主要充水含水层的容水空间特征，将充水矿床划分为三类： a）第一类以孔隙含水层充水为主的矿床，简称孔隙充水矿床； b）第二类以裂隙含水层充水为主的矿床，简称裂隙充水矿床； c）第三类以岩溶含水层充水为主的矿床，简称岩溶充水矿床。本类型按岩溶形态可进一步划分为三个亚类： 1）第一亚类以溶蚀裂隙为主的岩溶充水矿床； 2）第二亚类以溶洞为主的岩溶充水矿床； 3）第三亚类以地下河为主的岩溶充水矿床。 各类充水矿床按矿体（或层，下同）与主要充水含水层接触关系、相对位置和充水方式分为： a）直接充水矿床：矿床主要充水含水层（含导水裂缝带和底板破坏深度，参见附录A）与矿体直接接触，地下水直接进入矿井； b）顶板间接充水矿床：矿床主要充水含水层位于矿层导水裂缝带之上，矿层与主要充水含水层之间有隔水层或弱透水层，地下水通过构造破碎带、导水裂缝带或弱透水层进入矿井； c）底板间接充水矿床：矿床主要充水含水层位于矿层之下，矿层与主要充水含水层之间有隔水层或弱透水层，承压水通过底板薄弱地段、构造破碎带、弱透水层或导水的陷落柱进入矿井。 根据主要矿体与当地侵蚀基准面的关系，地下水的补给条件，地表水与主要充水含水层水力联系密切程度，主要充水含水层和构造破碎带的富水性、导水性，第四系覆盖情况，水文地质边界的复杂程度，老空水分布状况，疏干排水引起的地表塌陷和沉降情况，将充水矿床勘查的复杂程度划分为三型，见表1。
  • 5.2 勘查程度要求
    • 普查阶段
      • 普查阶段的水文地质勘查结合矿产普查进行。 已进行过区域水文地质普查的地区，其资料可直接利用；对于水文地质条件复杂的矿床，应有针对性的补充调查；对于开采条件简单的矿床，可依据与同类型矿山开采条件的对比进行评价。 收集区域和相邻矿区水文地质资料；开展区域水文地质测绘；如果有钻孔，应进行钻孔简易水文地质观测与编录、坑道水文地质观测与编录；存在自流井的情况下，应做放水试验。 选择代表性的井、泉、钻孔、生产矿井进行动态观测，采取水样作水质分析。 大致查明矿区的主要含（隔）水层的岩性、空间分布、产状，地下水水位、水质、泉水的流量及地下水的补径排条件。 初步划分矿区水文地质类型，概略评价区域水文地质条件对矿床开发的影响。
    • 详查阶段
      • 在普查工作的基础上，有针对性的布置详查阶段的工作。 继续收集资料分析资料；开展矿区水文地质测绘；进行钻孔简易水文地质观测与编录、坑道水文地质观测与编录；进行抽（放）水试验，掌握含水层的水文地质参数。 选择代表性的井、泉、钻孔、生产矿井、地表水体进行动态观测，采取水样作水质分析；以地下河充水为主的岩溶充水矿床，根据实际需求，可进行连通试验。 基本查明矿区的含（隔）水层的岩性、空间分布、产状、埋藏条件，裂隙或岩溶的发育程度、分布规律及充填程度，主要含水层的水位、富水性、水质、地下水的补径排条件，构造破碎带的导水性和富水性，地表水体的分布及其与地下水的水力联系。 分析矿床充水因素，初步确定矿床充水的主（次）要含水层及其水文地质参数。 划分矿区水文地质类型，初步评价矿区水文地质条件对矿床开发建设的影响。
    • 勘探阶段
      • 分析矿床充水水源、充水通道和水文地质单元边界条件，初步构建水文地质模型，有针对性地部署勘探工程 研究区域水文地质条件，确定矿区所处水文地质单元的位置，详细查明矿区地下水的补径排条件，区域地下水对矿区的补给关系，主要进水通道及其渗透性。 详细查明矿区含（隔）水层的岩性、厚度、产状、分布范围、埋藏条件，含水层的富水性，矿床顶底板隔水层的稳定性。着重查明矿床主要充水含水层的富水性、渗透性、水位、水质、水温、动态变化及地下水流场的基本特征，确定矿区水文地质边界。 详细查明对矿井充水有较大影响的构造破碎带的位置、规模、性质、产状、充填与胶结程度、风化及溶蚀特征、富水性和导水性及其变化、沟通各含水层以及地表水的程度，分析构造破碎带可能引起突水的地段，提出开采中防治水的建议。 矿层与含（隔）水层多层相间的矿床，应详细查明开采矿层顶、底板主要充水含水层的水文地质特征和隔水层的岩性、厚度、稳定性和隔水性，断裂发育程度、导水性以及沟通各含水层的情况，分析采矿对隔水层的可能破坏情况。当深部有富水性强的含水层时，应查明主要充水含水层从底部获得补给的途径和部位。着重查明在矿产开采、地下水抽排过程中含水介质性质的改变以及含水层系统结构关系的转化。 对于被松散的富水性中等和强的含水层覆盖且浅埋的矿床，当勘查工作不能满足要求时，应当进行专门水文地质勘查或者补充勘查。采用物探、钻探和地下水示踪试验等手段，详细查明疏干含水层的厚度、富水性、渗透性、水文地质边界条件、补给条件、运动规律、流场分布，预测矿井（坑）涌水量，评价涌（突）水危险性和矿床开采对含水层的影响，提出防治水和含水层保护建议。 详细查明对矿床开采有影响的地表水的汇水面积、分布范围、水位、流量、流速、动态变化、历史上出现的最高（洪）水位、最低水位（或潮位）、洪峰流量、淹没范围。详细查明地表水对矿井充水的方式、地段，分析论证其对矿床开采的影响，提出地表水防治的建议。 调查老空区的分布范围、深度、积水和塌陷情况，调查与主要含水层、地表水体之间的水力联系，大致圈定老空区，估算积水量，评价对地下水和地表水环境影响，提出开采时对老空水的防治建议。 对有热水、气（有害气体，下同）的矿床应详细查明热水、气的分布、压力、温度、梯度、流量，大致查明热水、气的来源及其控制因素，有害气体成分及其浓度，地热盖层的厚度，热异常区的范围、温度以及热水、气对矿床开采的影响。 冻土地区矿床应详细查明冻土的类型、分布、厚度、冻结层上水、层间水、冻结层下水的空间分布、富水性及其对矿床开采的影响。 水溶法开采的盐类矿床，应详细查明矿层的空间分布，查明各含水层与矿层的空间关系及其水力联系情况。对盐类矿石应进行可溶性试验。对盐类矿床顶底板的稳定性及地温应进行重点勘查。 对已开采的巨厚层盐类矿床，可测定溶腔的形状和体积。 勘探阶段的地温工作应根据不同情况分别对待（参照GB11615规定执行）。 勘查工作结束后，部分勘探孔留作动态观测和供水，其余勘探孔应进行封孔处理。 扩大延深勘探矿区应充分研究已有勘探和矿山生产资料，评价矿区的水文地质条件。详细查明主要充水含水层、断裂破碎带及矿区水文地质边界在平面和深部的变化，当水文地质条件变化不大时，可用比拟法预测矿坑涌水量，否则应按新矿区的要求进行勘探。当深部发现新的充水含水层和导水构造破碎带时，应按5.2.3执行，可根据实际条件结合已有的矿山巷道进行放水试验，查明深部含水层富水性变化及地下水流场特征，预测矿井（坑）涌水量。 孔隙充水矿床应着重查明含水层的成因类型，分布、岩性、厚度、结构、粒度、磨圆度、分选性、胶结程度、富水性、渗透性及其变化；查明流砂层的空间分布和特征，含（隔）水层的组合关系，各含水层之间、含水层与弱透水层以及与地表水之间的水力联系，评价流砂层的疏干条件，分析大气降水和地表水对矿床开采的影响。 裂隙充水矿床应着重查明裂隙含水层的裂隙性质、规模、发育程度、分布规律、充填情况及其富水性，岩石风化带的深度和风化程度，构造破碎带的性质、形态、规模及其与各含水层和地表水的水力联系，裂隙含水层与其相对隔水层的组合特征。 岩溶充水矿床应着重查明岩溶发育与岩性、构造等因素的关系，岩溶空间上的分布规律、充填深度和程度、富水性及其变化，地下水主要径流带的分布等。溶水充水矿床应查明的具体问题如下： a）以溶隙、溶洞为主的岩溶充水矿床，应查明上覆松散层的岩性、结构、厚度，或上覆岩石风化层的厚度、风化程度及其物理力学性质，分析在疏干排水条件下产生突水、突泥、地面塌陷的可能性，塌陷的程度与分布范围以及对矿井充水的影响；查明断层、陷落柱的导（阻）水性质，岩溶陷落柱空间展布特征；对层状发育的岩溶充水矿床，还应查明相对隔水层和弱含水层的厚度及分布。 b）以地下河为主的岩溶充水矿床，应着重查明岩溶洼地、漏斗、落水洞等的位置及其与地下河之间的联系；地下河发育与岩性、构造等因素的关系；地下河的补给来源、补给范围、补给量、补给方式及其与地表水的转化关系；地下河入口处的高程、流量及其变化；地下河水系与矿体之间的相互关系及其对矿床开采的影响。 直接充水矿床应着重查明直接充水含水层的富水性、渗透性、底板充水含水层的承压性，地下水的补给来源、补给边界、补给途径和地段；直接充水含水层与其他含水层、地表水、导水断裂的关系。 当充水含水层裸露时，还应查明地表汇水面积及大气降水的入渗补给强度。 顶板间接充水矿床应着重查明直接顶板隔水层或弱透水层的分布、岩性、厚度及其稳定性、岩石的物理力学性质和水理性质、裂隙发育情况、受断裂构造破坏程度，研究和估算采动导水裂缝带高度（参见附录A），分析主要充水含水层地下水进入矿井的地段。 底板间接充水矿床应着重查明承压含水层流场特征，直接底板的岩性、厚度及其变化，岩石的物理力学性质和水理性质，断裂构造对底板完整性的破坏程度，研究和计算采动对底板扰动破坏深度，分析论证可能产生的底鼓、突水的地段（参见附录C）。 开展水资源综合利用评价，计算矿坑涌水量，预测开采过程中发生突水的可能性，提出含水层保护建议，指出供水水源方向。
  • 5.3 勘查工程布置原则及工程量
    • 布置原则
      • 结合矿区具体条件，把矿区和区域的地下水、地表水和大气降水作为统一系统进行研究。应重视水文地质测绘和钻孔简易水文地质观测与编录等基础工作，配合地面物探或井中物探，因地制宜地进行适当规模的抽水试验，运用多种勘查手段，加强综合分析研究，从而查明矿区的水文地质条件及主要充水因素。 水文地质勘探钻孔宜构成剖面，既控制地下水天然流场的补给、径流、排泄的各个地段；又要控制开采后流场的变化，特别是进水通道地段；勘探钻孔应揭穿主要含水层或含水构造带。 多孔或群孔抽水试验的主孔宜布在主要充水含水层的富水段或强径流带上。应有足够的观测孔（点），观测孔布置建立在系统整理、研究各勘查资料的基础上，根据试验目的、水文地质分区情况、矿井（坑）涌水量计算方案等要求确定，宜利用地质勘查钻孔、地下水天然或人工露头作为观测孔（点）。对于垂向上具有明显非均质特征的巨厚含水层，在大降深疏干条件下，应分层观测地下水水位，研究地下水水位在垂向上的梯度变化。
    • 勘查工程量
      • 各类型充水矿床勘查所需的基本工程量应结合矿区的具体情况确定，以满足相应的勘查程度要求为原则。各类型的充水矿床的水文地质工作基本工程量可参照表2、表3执行。 表2、表3工程量指各勘查阶段的基本工程量，小型矿床可酌减。 表2、表3所列抽水试验和动态观测孔的数量，指控制矿区主要充水含水层的基本工程量，次要充水含水层及构造破碎带应根据矿区的具体条件增加相应的工程量。 矿区附近有水文地质条件相似的生产矿山及水源井资料可利用时，可适当减少抽水试验的工作量。
  • 5.4 勘查技术要求
    • 水文地质测绘
    • 水文地质物探
    • 钻孔简易水文地质观测与编录
    • 水文地质钻探
    • 水文地质试验
    • 地表水、地下水动态观测
    • 同位素分析
    • 遥感解译
  • 5.5 矿井（坑）涌水量计算
  • 5.6 涌（突）水危险性评价
  • 5.7 矿区水资源综合利用评价
• 6 矿区工程地质勘查
  • 6.1 勘查类型划分
  • 6.2 勘查程度要求
    • 普查阶段
    • 详查阶段
    • 勘探阶段
      • 基本要求
      • 边坡勘探应重点查明的问题
        • 松散岩（土）类边坡
        • 碎裂岩类边坡
        • 块状岩类边坡
        • 层状岩类边坡
        • 特殊岩类边坡
      • 剥离物强度勘探应重点查明的问题
      • 采空区工程地质勘查
  • 6.3 勘查工程布置原则和工程量
    • 布置原则
    • 勘查工程量
  • 6.4 勘查技术要求
    • 工程地质测绘
      • 测绘范围及精度
      • 测绘内容
    • 钻探工程地质编录
    • 坑道工程地质编录
    • 工程地质钻探
    • 工程地质测试
  • 6.5 矿区工程地质评价
    • 评价原则
    • 边坡稳定性评价
    • 井巷围岩岩体质量评价
    • 采空区稳定性评价
    • 溶腔稳固性评价
• 7 矿区地质环境调查与评价
  • 7.1 地质环境调查
    • 区域稳定性
    • 矿区环境
    • 勘查矿区调查内容
    • 扩大延深勘探区调查内容
    • 矿山地质环境数据库
  • 7.2 矿区地质环境评价
    • 矿区地质环境类型
    • 区域稳定性评价
    • 矿区水环境质量评价
    • 勘查矿区地质环境评价
    • 扩大延深勘探矿区地质环境评价
• 8 报告编写要求
  • 8.1 一般要求
  • 8.2 文字报告编写要求
    • 基本要求
    • 编写内容
      • 工作概况
      • 水文地质
      • 矿区工程地质
      • 矿区环境地质
      • 结论
  • 8.3 附图和附表
    • 附图
      • 基本图件
        • 实际材料图
        • 区域水文地质图
        • 矿区水文地质图
        • 矿区工程地质图
        • 井巷水文地质工程地质图
        • 抽水试验综合成果图
        • 矿区主要充水含水层地下水等水位（水压）线图
        • 矿井水动态与地下水、地表水、降水量关系曲线图
        • 矿井（坑）涌水量计算图（附剖面图）
        • 钻孔工程地质综合柱状图
        • 矿区环境地质问题现状图
        • 矿区地质环境发展趋势预测图
      • 根据实际需要编制的图件
        • 主要充水含水层上部隔水层底板标高等值线图
        • 主要开采矿床顶底板突水危险性预测图
        • 直接顶板（或直接底板）隔水层厚度等值线图
        • 底板含水层地下水等压线图
        • 地下水化学类型分区图
        • 地貌和第四系地质图
        • 中段岩体稳固性预测图
        • 露天采矿场边坡稳定性预测分区图
        • 岩体节理裂隙等优势结构面的赤平投影图
        • 岩石强风化带厚度等值线图
        • 露天边坡稳定性分区图
        • 采空区稳定性评价图
        • 地热异常区等温线图
        • 老空区分布图
        • 岩溶发育程度分区图
    • 附表
      • 钻孔测量成果一览表
      • 钻孔静水位一览表
      • 钻孔（井）抽水试验成果汇总表
      • 钻孔简易水文地质工程地质综合编录一览表
      • 地下水、地表水、矿井水动态观测成果表
      • 气象要素统计表
      • 风化带、构造破碎带及含水层厚度统计表
      • 岩溶发育情况统计表
      • 含水层渗透系数计算表
      • 矿井（坑）涌水量计算表
      • 井（泉）、生产矿井和老空区调查资料综合表
      • 水质分析成果表
      • 同位素分析成果表
      • 岩（土）样试验成果汇总表
      • 工程地质动态观测资料汇总表
      • 矿区环境地质调查资料汇总表
• 附录
  • A 煤层开采垮落带和导水裂缝带最大高度计算
  • B 含水层富水性分级
  • C 安全隔水厚度和突水系数计算
  • D 涌（突）水危险性评价
  • E 结构面分级
  • F 岩体风化程度分类
  • G 岩石、岩体质量及岩体优劣分级
  • H 岩体结构分类
  • I 岩（土）样室内试验项目