為什麼補充勘察
⑴ 水文地質補充勘探
(一)水文地質觀測網
水文地質觀測孔的布置原則是:①盡量減小鑽孔的深度,即充分利用井下巷道,盡量將鑽孔布置在井下,以減少費用。②一孔多用,即既是水文地質觀測孔又是地應力探查孔,既作放水孔又作井下供水孔,既觀測水位又探查和觀測水溫。③鑽孔易於施工和觀測。④經久耐用,不被采礦破壞。⑤分層觀測,重點控制,即要觀測太原組灰岩上段、太原組灰岩下段、寒武系灰岩和奧陶系灰岩各含水層,重點控制太原組灰岩和奧陶系灰岩含水層。⑥以礦內為重點,內外結合,即觀測孔重點布置於井田內部,兼顧礦外,了解井田邊界斷層的導水性。
白坪礦設計長觀孔的孔深及坐標見表2-3。
表2-3 白坪礦設計長觀孔一覽表
(二)水文地質試驗
水文地質試驗的目的如下:
1)探查太原組上段石灰岩和奧陶系灰岩含水層的富水性、導升高度、補給來源、徑流方式、導水陷落柱。
2)探查水文地質邊界條件——斷層的導水性。
3)通過電算求取各區滲透系數、儲水系數、導水系數、給水度等水文地質參數,計算礦井涌水量,為今後的疏干降壓提供依據。
4)探查奧陶系灰岩水對太原組上段灰岩的越流補給地區和補給強度。
5)進行水文地質分區,為以後的分區治理提供依據。
水文地質試驗將分為:①奧陶系灰岩放水試驗;②太原組灰岩放水試驗;③頂板砂岩放水試驗。試驗將採用非穩定流方法進行簡易放水試驗、脈沖試驗、大型聯合放水試驗。
在礦井地下水觀測系統形成以後,進行簡易放水試驗。如果簡易放水試驗時,水壓變化很小,則認為不能完全暴露水文地質條件,簡易放水試驗效果欠佳。在礦井排水能力允許的條件下,可進行大型聯合放水試驗,該放水試驗可以形成足夠大的降深,充分暴露區域水文地質條件。
脈沖干擾試驗的基本原理是:在一個孔中對地下水進行激發,使之產生一定頻率的壓力波向四周擴散。對於含水層不同的含水性和不同的水文地質條件(如阻水斷層或導水斷層等),波的傳播會有不同的反應(如波形、波速、波幅滯後時間等)。提取觀測孔接受儀(檢波器)的信息,經過濾波處理後,即可進行水文地質參數計算和水文地質條件識別。波的激發可採用一定頻率的間歇性壓水、壓氣、取水或爆破方法來實現。總之,短期、工程量小的周期性脈沖干擾試驗可以代替工期長、規模大、費用高的放水試驗。該方法的優點是:快捷、准確、工程量小、時間短、費用低,可彌補因鑽孔出水量小而不能反映水文地質條件的弊端。缺點是:只產生微小的水位波動,不能反映水位降低以後的水文地質條件變化,對不同含水層的水力聯系幾乎沒有反映。
(三)水文地球化學試驗
地下水的化學特徵是圍岩礦物和水流之間內在關系所形成的結果,地下水的化學特徵決定於地下水運動時接觸的圍岩成分,循環的水文地質條件和氧化還原環境等,是其接觸的圍岩成分、循環的水文地質條件和氧化還原環境的反映。因此,水文地球化學方法是研究含水層的水文地質條件的重要手段。
白坪井田特殊的地質構造條件造就了其特殊的地球化學環境,通過對井田內各含水層和大氣降水的水質、微量元素、環境同位素及水溫的系統分析和研究,劃分其水質類型,確定地球化學環境,判別水源,了解和提供不同含水層和水源之間的連通情況和補給關系,確定其成因,居留年齡、補給高程;在井下放水試驗過程中,配合進行多元示蹤試驗,探查含水層間的水力聯系及連通通道,為礦井防治水提供可靠依據。
⑵ 水文地質補充勘探
由於受市場經濟的影響,鄭煤集團各礦井水文地質勘探程度較低,水文地質資料不健全,致使礦區水文地質資料不能滿足防治水工作的要求,需要進行水文地質補充勘探,查明礦區水文地質條件,包括老窯的位置、頂板砂岩含水層富水程度和補給通道、煤層頂板砂岩力學性質和水化學特徵、地表水(包括溝谷及古河床)在采動下進入礦井的通道等。
水文地質補充勘探包括水文地質鑽探和水文地質物探。勘探的目的層應該是對煤層開采威脅最嚴重的充水含水層。對於鄭煤集團各礦井主要是頂板砂岩含水層及煤層底板的太原組(或山西組)薄層灰岩和奧陶系(或寒武系)灰岩含水層。補充勘探的目的是:
1)完善和建立礦區地下水動態觀測網;
2)探查頂板砂岩的富水性及控水特徵,確定采動頂板三帶高度;
3)探查薄層灰岩含水層厚度、裂隙、岩溶發育程度、水頭高度、富水性等;
4)確定薄層灰岩含水層的流場及其與奧陶系灰岩含水層的水力聯系;
5)探查煤層和下伏主要充水含水層之間隔水層岩性、厚度、穩定性、隔水性能、構造破碎帶對隔水層的破壞程度等。
6)確定薄層灰岩含水層水文地質參數和分區;
7)控制和探索某些特殊構造(如斷層和裂隙密集帶等);
8)預測評價礦井涌水量。
(一)水文地質鑽探
水文地質鑽探是取得直觀水文地質資料的重要手段,是指抽水試驗孔、水位觀測孔的施工。通過詳細鑽孔編錄和描述,積累含水層和隔水層岩性、厚度、裂隙發育程度及其富水性等資料。
水文地質鑽探孔均應進行簡易水文地質觀測。對煤層頂板按岩性取樣進行力學試驗,為下一步分析和計算頂板導水裂隙帶高度提供參數。在水文地質鑽探孔施工中和施工完成後進行常規測井,有條件時進行流量測井和鹽化測井。
水文地質鑽孔的布置應遵循一孔多用的原則,把大多數鑽孔布置在礦區內的主要充水含水層中。在整體控制采區、構造部位、邊界重點監控地段的基礎上可以在礦區外圍的頂板砂岩、奧陶系和其他相鄰含水層中布置少量鑽孔,以查明它們之間的水力聯系,控制降落漏斗的范圍,形成觀測孔動態觀測網。
水文地質孔可分地面和井下兩種,地面水文地質孔深度大、費用高,易受破壞,但水位測量精度高。井下鑽孔孔深小,節省費用,利於保護,但水位測量精度差。
在鄭煤集團各礦井建立地下水動態觀測網的目的是:掌握地下水動態變化規律,採集動態資料,編制不同時期頂板砂岩及奧陶系灰岩含水層地下水位等值線圖,進一步查明井田水文地質條件,為礦井防治水方法研究,特別是頂板砂岩涌水量及帶壓開采計算提供資料和依據。
地下水動態觀測孔布置的原則是:
1)盡量利用保留下來的水文地質孔作為新觀測孔,以減少鑽探工作量;
2)觀測孔分布大致均勻,便於繪制地下水等水位線圖;
3)觀測孔布局應顧及已有等水位線圖;
4)進一步查明頂板砂岩及奧陶系灰岩含水層的水文地質條件。
(二)水文地質物探
針對礦區的地質和水文地質條件,並根據各種物探方法在水文地質勘探中的應用效果,選用三維三分量地震勘探法、瞬變電磁法探測和確定斷層和裂隙密集帶等地質異常體的位置、大小、分布范圍和賦水情況。
1.三維三分量地震勘探法
三維三分量地震勘探法探查地質異常體效果好,對控制煤層厚度效果較好,近年來在許多大型煤礦已將該方法用於整個井田的勘探。該方法主要在地面進行,勘探費用和勘探效果與地形起伏關系密切。要求探查清楚本井田內落差5m以上的斷層。
2.瞬變電磁法
瞬變電磁法屬於電磁感應類探測法,該方法通過觀測和研究二次場的空間特性,推測地質目標的幾何和物理特徵。由於該方法對低阻體異常敏感,因此能較好地確定與低阻異常有關的地質問題,歸納起來主要是:
1)煤礦區含水層、富水區探測;
2)構造富水性探測,包括斷層和陷落柱賦水性探測;
3)充水老窯探測,確定充水老窯邊界;
4)地下岩溶探測,確定地下溶洞、岩溶裂隙和暗河分布特徵;
5)水源地富水區探測。
與其他物探方法比較,該方法具有以下優點:
1)因為該方法觀測和研究的是二次場,不存在一次場的干擾,不同於常規電法,使異常簡化;
2)有穿透高阻覆蓋層的能力,不存在接地困難;
3)採用同點組合進行觀測,可與探測目標體達到最佳耦合,異常響應強,形態簡單,對高阻圍岩中的低阻反應敏感;
4)地形影響小,測地簡單,工作效率高,成本低。
該方法曾於2002年在鄭州煤電集團告成煤礦13采區(北部)探測出二1煤頂板富水區,地質效果良好,有井下出水點驗證;2003年在陝西蒲白礦務局馬村煤礦南盤區小煤窯及導水通道地面探測時,圈出了富水異常區,評價了斷層的富水性和導水性,地質效果良好。
選用地面瞬變電磁法主要是進一步確定斷層和垂向導水裂隙帶的平面位置,並對它們的富水性進行解釋。
(三)放水試驗
為了查明煤層底板灰岩的富水性,需進行放水試驗。為節省鑽探工程,在井下進行放水試驗,用井下奧陶系灰岩孔進行放水及觀測。放水試驗的目的在於:
1)探查主要充水含水層(一般是底板薄層灰岩)富水性,地下水補、徑、排條件和流場形態;
2)查明水文地質邊界條件,確定主要充水含水層與奧陶系灰岩含水層或其他含水層之間的水力聯系;
3)探查斷層或垂向裂隙帶的阻水與導水性能的存在(主要是高水位區的存在);
4)求取分區水文地質參數(包括滲透系數、儲水系數、越導系數等),為計算礦井涌水量作準備;
5)通過放水試驗對煤層底板薄層灰岩疏乾的可能性進行論證。
放水試驗必須遵守《礦井水文地質規程》的有關規定。
(四)水化學與環境同位素研究
利用水化學來研究含水層中水的交替條件是一種常規手段,依此可以判斷含水層的富水性以及地下水補給來源。地下水的水化學成分及不同離子含量的多少,與其賦存條件有著十分密切的關系,是研究水文地質條件的重要資料。因此有計劃地採取各含水層的水樣,進行分析研究,並根據本礦不同含水層水質的資料建立判別函數。在採掘過程中,如果發現出水,即可採取水樣,從水化學成分上來判定出水水源,以便採取適當措施。
水中環境同位素的測試對分析水文地質條件,尤其對判斷地下水水源和賦存時間及其演化過程更為重要。目前,我國大水礦井已廣泛開展了此工作,效果良好。主要測試項目為δT(氚)、δD(氘)和δ18O(氧)3種。在地下水的研究中,環境同位素δT(氚)、δD(氘)、δ18O(氧)值是被研究的主要對象,因為它們屬於水的分子組成,在地下水中作為水體自身參與循環,不同於因地下水溶解而進入的其他物質,由於這些環境同位素具有質量守恆特徵,使其成為天然水循環過程最理想的示蹤原子,不受圍岩化學成分的干擾,通過對地下水中環境同位素豐度(比值或強度)的測定,可以提供地下水成因、補給高程、地下水形成的環境溫度、不同水源的混合等信息。
此法主要用在放水試驗期間,從放水孔中取放水前、中、後3個階段的水樣,依據δT值確定含水量的變化狀態,並依此判斷地下水的居留年齡,幫助分析含水層的徑流情況。而δD和δ18O值主要解決水的補給來源,即大氣降水直接補給,還是集中地表水的滲透補給等一系列問題。
水化學與環境同位素研究主要解決:
1)地下水補給來源和礦井充水水源問題;
2)地下水年齡及其徑流條件等問題。
採集與測試方法應遵守「煤炭資源地質勘探地表水、地下水長期觀測及水樣採取規程」的規定。
(五)水文地質數值計算
依據放水試驗結果及鑽探資料,計算含水層滲透系數,進行礦坑涌水量計算,依據礦區水文地質條件和勘探結果,選擇計算方法,分別計算正常涌水量和最大涌水量。
⑶ 補充勘探單位必須要是原詳勘單住嗎
勘察階段分可行性勘察、初步勘察、詳細勘察以及施工勘察。選址確定、臨近有地層... 如場地內地層分布條件復雜可能會出現局部地段地層分布和詳勘不一致,這時應有針...
⑷ 煤田補充勘察一般有哪兩種情況
《煤礦防治水規定》第三章 水文地質補充調查與勘探 第四節 水文地質補充勘探 第二十九條 礦井有下列情形之一的,應當進行水文地質補充勘探工作:(一)礦井主要勘探...
⑸ 水文地質條件補充勘探
(一)物探
要准確確定小礦越界采空區及其積水情況,必須在採用人工調查方式的基礎上,採用地面瞬變電磁方法進一步確認15采區東北部、23采區東部及31采區西部小媒礦越界采空及積水情況,保證采區開拓掘進的安全。探測范圍約3km2。
對西翼采區(約3km2)採用地面三維地震勘探查明二1煤煤層中構造發育情況,控制落差在5m以上的斷層。
(二)水文地質鑽探
水文地質鑽探與地下水觀測系統建設同步進行,在地面觀測孔及井下觀測孔施工過程中探查L5-6灰岩、L1-3灰岩和奧陶系灰岩富水性,具體要求按水文地質勘探規程。
(三)水文地質試驗
根據對超化煤礦現有資料的分析,地面觀測孔完成後可進行抽水試驗和連通試驗,井下疏水巷和疏水鑽孔完成後可進行井下放水試驗,也可採用脈沖干擾試驗的方法。
1.抽水試驗
(1)抽水試驗目的
1)確定抽水井(孔)特徵曲線和實際涌水量,評價含水層的富水性,推斷和計算井(孔)最大涌水量與單位涌水量;
2)確定含水層水文地質參數,為評價地下水資源、預測礦井涌水量、確定礦井疏干排水方案等提供依據;
3)判定龜山斷層性質,了解各灰岩含水層(組)之間的水力聯系。
(2)抽水試驗安排
1)正式抽水試驗:在WO2孔進行正式抽水試驗一次,試驗時段約144h。要求進行3次降深非穩定流抽水試驗,原有灰岩水文孔和新增水文孔約11個孔均進行觀測。在抽水試驗過程中,同時進行地下水示蹤試驗,探查龜山斷層的導水性,L1-3灰岩和奧陶系灰岩含水層的連通性以及含水層間的水力聯系(見水文地球化學探查)。
2)簡易抽水試驗:地面各觀測孔鑽進至目的層位均進行簡易抽水試驗1次,試驗時段72h。要求做一次最大降深抽水試驗,是否有觀測孔不做要求。
(3)水位、水量觀測基本要求
1)觀測孔及抽水主孔靜止水位觀測。一般每小時測定一次,3次所測數字相同或4h內水位相差不超過2cm,即為靜止水位。
2)動水位及水量觀測。抽水孔動水位、水量的觀測與觀測孔水位的測量工作需同時進行。較遠的觀測孔,可在開泵後延遲一段時間觀測。
i.按穩定流公式計算參數時,抽水孔的觀測時間間距視穩定情況而定。一般開泵後水位和水量波動較大,應每5~10min觀測一次。然後,視穩定程度,改為15min或30min觀測一次;
ii.按非穩定流計算參數時,抽水孔應保持出水量(或水位)為常量。若前後兩次觀測的流量變化超過5%時,應及時調整。觀測時間主要應滿足於繪出計算用的各種曲線圖,特別是對數關系曲線。要求在開泵的頭10~20min內,盡可能准確記錄較多的數據。一般觀測時間間距如下(min):1,2,2,5,5,5,5,5,10,10,10,10,10,20,20,20,30,30……
iii.一般情況下,抽水試驗結束或中途因故停泵,應進行恢復水位觀測。觀測時間間距,應按水位恢復速度確定。一般為1,3,5,10,15,30……單位為分鍾,直至完全恢復。觀測精度的要求同靜止水位的觀測。
3)穩定標准要求。①抽水過程中的水位和水量歷時曲線不能有逐漸增大或減少的趨勢;②在穩定時間段內,主孔水位波動值不超過水位降低值的1%;當降深小於10m時,水位波動值不應超過3~5cm。觀測孔水位波動值不應超過2~3cm;③抽水量波動值不超過正常流量的5%,當水量很小時可適當放寬;④當主孔和觀測孔的水位與區域地下水位變化趨勢及幅度基本一致時可以視為穩定。
2.井下放水試驗
放水試驗可在不同階段按解決問題的不同分別進行。
1)在22,21,23采區井下水文地質觀測孔施工期間,在鑽孔鑽至設計深度並埋設孔口裝置後,進行簡易放水試驗,觀測鑽孔涌水量和鑽孔水壓(水位)。當已有多個觀測孔時,一孔放水時,應在其他孔進行水壓(水位)觀測,特別應注意觀測水位恢復曲線。觀測數據可用於計算含水層水文地質參數,評價工作面或采區涌水量。
2)在疏水巷中布置的放水孔全部完成後,在西翼采區和東翼采區聯合進行一次L1-3灰岩含水層放水試驗。放水孔分布在21,22,31采區,計12個孔,預計穩定放水量1000~1200m3/h,觀測系統則盡可能利用井田范圍內已完成的井上、下觀測孔,約33個,包括L5-6灰岩觀測孔、L1-3灰岩和奧陶系灰岩觀測孔。試驗採用大流量、大降深、非穩定流方法,放水試驗時間包括水位恢復觀測共15~20d。此次試驗將對L5-6灰岩、L1-3灰岩和奧陶系灰岩含水層進行聯合觀測,充分暴露塊斷內L1-3灰岩含水層的水文地質條件,L5-6灰岩、L1-3灰岩和奧陶系灰岩含水層間的水力聯系,查明塊斷水文地質邊界條件,計算含水層水文地質參數,預計礦井涌水量。同時,放水試驗時L1-3灰岩和奧陶系灰岩含水層的水位動態也將為深部開採的防治水方案提供重要依據。
(四)水文地球化學探查
1.取水樣地點和方法的要求
為了建立不同含水層的水質判別標准,應在鑽孔中或井下採取不同含水層的水樣,即:二1煤頂板砂岩水、老窯水、L7-8灰岩水、L5-6灰岩水、L1-3灰岩水和奧陶系灰岩水。
取樣點的分布應盡量廣泛,同一個鑽孔的水質應定期化驗,跟蹤水質變化。這樣所建立的判別函數更具代表性,不會因「特例」而出現不應有的誤判。
2.水樣採取數量和測試要求
奧陶系灰岩水水樣:在新布奧陶系灰岩觀測孔、原有觀測孔及奧陶系灰岩供水孔中分別採取,觀測孔中取樣要求使用定深取樣器,經洗孔後在孔內取一組水樣,一部分做水質全分析,一部分做δT,δD,δ18O值的測定。
二1煤頂板砂岩水和L7-8灰岩水樣:在地面不同觀測孔內分別取樣,各取3組,做水質簡分析。
老窯水水樣:在井下老窯水出水點分別採取,共取3組,做水質全分析。
L1-3灰岩水樣在井下放水孔中採取,各放水塊段分別採取,共取3組,一部分做水質全分析,一部分做δT,δD,δ18O值的測定。
3.放水試驗時的水樣分析要求
在放水前3日內,於放水孔和觀測孔採集簡易水質分析樣。
當放水量達到最大且各觀測孔水位基本穩定時,在所選孔中再取3組同位素水樣,而當整個放水試驗結束且觀測孔水位恢復水位穩定時,再取最後3組水質簡分析樣和環境同位素樣。
水樣的採取方法應按照部頒「煤炭資源地質勘探地表水、地下水長期觀測及水樣採取規程」執行。
(五)岩石力學參數測試
煤層底板隔水層岩石力學性質是底板隔水層抗水壓能力及帶壓開采理論計算的重要數據,因此,在地面觀測孔施工過程中應採取相應層位的岩樣,做岩石力學試驗。
地面2個奧陶系灰岩孔及3個L1-3灰岩孔分別採取二1煤底板岩樣,用以測定隔水層岩石力學性質,每孔取1組,每組18個岩樣,共計5孔(組)。
單孔岩樣測試項目:密度:1塊;容重:1塊;抗壓強度:3塊;抗拉強度:3塊;彈模與泊松比:1塊;抗剪:6塊;滲透性:3塊。
⑹ 地面水文地質補充勘探
第17條 地面水文地質鑽孔的設計(技術指標書)和施工主要技術要求:
1)每個鑽孔都要按照勘探設計要求進行單孔設計,包括鑽孔結構,止水要求,終孔直徑,終孔層位,孔斜,岩心採取率,岩心質量系數(岩心>10cm的總長與進尺比),封孔質量,簡易水文觀測及地球物理測井等。
2)鑽孔施工主要技術要求:① 必須採用清水鑽進,遇特殊情況需改用泥漿時,必須取得地質部門的同意,但事後要採取補救措施;② 抽水試驗鑽孔的終孔直徑不小於108mm,深度大於500m的鑽孔,終孔直徑按設計要求確定;③ 需要安裝深井泵的大口徑鑽孔,深井泵下放深度以上孔段的孔斜,不得超過2°或按設計要求掌握;④ 主要含水層,試驗孔段及鬆散層勘探孔的岩心採取率,應不低於75%,破碎帶的岩心採取率,一般不低於50%;⑤ 鑽孔分層(段)隔離止水時,必須通過提水、注水和水文測井等不同方法,檢查止水效果,並作正式記錄,不合格時,必須重新止水;⑥ 穿過可採煤層的鑽孔,如煤層頂板或底板有富含水層時,對頂板導水裂隙帶及其以上5~10m孔段,底板以下整個孔深,以及有可能污染水源的整個孔深都必須使用高標號水泥漿封孔,並須取樣檢查封孔質量是否合格,其他孔段可按有關規程規定封孔;⑦ 觀測孔竣工後,要嚴格抽水洗孔,以確保觀測層(段)不被淤塞。
3)水文地質觀測孔施工的補充規定:① 套管下到預定位置後,採用高標號水泥漿封堵管壁與孔壁之間的空隙直到孔口,不合格者,必須進行處理或採取其他有效止水方法;② 管壁封堵的水泥漿凝固後再鑽進,鑽進深度要超過含水層底板2~3m,然後進行抽水、沖孔,確保含水層不被堵塞;③ 必須做好簡易水文地質觀測,測定含水層的吸水量(或吸水率)、水位、水溫等;④ 必須安裝好孔口裝置,管口應高出地面0.5m,要堅固耐用,觀測方便;⑤ 鑽孔竣工後,施工單位與使用單位共同驗收後移交使用單位,移交後,使用單位須妥善保護,遇有損壞或堵塞,要及時處理。
第18條 抽水試驗,生產礦井水文地質補充勘探的抽水試驗工作,按 《煤炭資源地質勘探抽水試驗規程》的規定執行;此外,補充規定如下。
1)屬於下列情況之一者,可用單孔或小口徑群孔抽水試驗:① 資源勘探階段無抽水資料;② 對含水層的富水性、影響范圍、邊界條件不清;③ 在復雜型和極復雜型礦井進行大口徑(地面直通式)抽(放)水試驗前,選擇孔位時。
2)為查明受採掘破壞影響的含水層同其他含水層或地表水體之間是否有水力聯系,可以結合抽(放)水進行連通試驗。
3)受開采影響鑽孔水位較深時,可只做一次最大降深抽水試驗;但降深過程的觀測,應考慮非穩定流計算的要求,同時應適當加長延續時間。
4)孔群和大口徑孔試驗的延續時間,就要根據水位-涌水量過程曲線穩定趨勢而定,但一般不應少於10天,當受開采疏水干擾,水位無法穩定時,應根據具體情況研究確定。
5)進行水位觀測時,在抽水前,應對試驗孔、觀測孔及井上下有關的水文地質點,進行水位(水壓)、流量觀測;必要時,可另打專門鑽孔測定孔群和大口徑孔組的中心水位。
第19條 注水試驗。 為礦井防滲漏研究岩石滲透性,或因含水層水位很深無法進行抽水試驗時,應進行注水試驗。其要求如下:
1)要根據透水岩層的岩性和孔隙,裂隙發育密度確定試驗孔段,並嚴格做好止水工作。
2)注水前,先測定鑽孔水溫和注入水的溫度。
3)試驗前,必須徹底洗孔。
4)要連續注入穩定水量,以形成穩定的水位。
⑺ 什麼是 生產補充勘探
其實這個東西說白了就是生產探礦,估計你查查就能查到。
簡單說,就是當一個礦版山已經開始開采,那權么在開採的過程中,還需要對礦體進行詳細控制,以明確礦體的具體走向、產狀以及規模大小,這個過程需要在之前已經進行了的勘探工作基礎之上進行補充性工作,也就是進一步的工程加密工作。另一個方面,礦山的外圍探礦也屬於生產補充勘探之列。
希望以上所說對你有用,關於其中具體情節可自行補充。
⑻ 勘察設計的補充定測
工程地質勘察資料整理應首先將既有地質資料和本階段工程地質勘察資料一起匯總分析,出現差異,分析原因,作出判斷,然後按程序進行;
2 工程地質勘察報告編寫內容可參照定測階段工程地質勘察報告要求編寫,內容中應著重評價工程地質特徵、各類工程地質條件、施工中應注意的工程地質問題;
3 利用補充定測階段工程地質資料,補充、修改初步設計階段詳細工程地質圖和詳細工程地質縱斷面圖;
4 各類建築物、不良地質、特殊岩土工點資料編制,應符合有關規定;
5 勘探、測試資料及其他原始資料應分類整理,裝訂成冊。
⑼ 主要補充勘探工程
生產礦井主要水文地質補充勘探需進一步查清的礦井水文地質條件包括:井田地下水補給邊界、井田內斷層的導水性、井田內導水通道。在方法上主要是物探、化探、鑽探相結合,井上下抽水試驗與放水試驗相結合,有針對性進行立體綜合勘探。通過綜合勘探,結合礦井開採的實際水文地質資料,確定導水通道,圈定水害危險區,比較准確評價礦井涌水量。每個礦井應建立健全地下水觀測系統(包括水量、水位、水質、水溫等),特別應健全各含水層的長觀孔,為礦井突水後判斷水源提供正確決策。
(一)二1煤水文地質補充勘探
1.水文地質補充勘探的目的
1)進一步探查規劃采區的構造分布范圍及導水性情況,為防水煤柱的留設提供依據;
2)探查井田范圍小煤窯的採掘邊界情況、積水范圍、煤柱尺寸及導水通道等,為防治小窯水提供科學依據;
3)探查二1煤下伏主要含水層之間的隔水層岩性、厚度、穩定性,隔水性能,構造破碎帶對隔水層的破壞程度等;
4)探查太原組薄層灰岩及奧陶系灰岩的厚度、裂隙、岩溶發育程度、水頭高度和富水性,以及兩者的水力聯系程度;
5)科學預測評價采區涌水量。
2.勘探工程的主要內容
(1)二1煤物探工程
根據需要解決的水文地質問題,本次規劃擬對二1煤採用的物探方法有:地面三維地震和地面瞬變電磁法。
1)三維地震勘探法。三維地震是進行構造探查最有效的物探方法,此種方法對斷層、陷落柱、褶曲等構造的解析度及定量解釋精度較高。本次三維地震勘探在11采區東翼、16采區東翼和21采區進行。
11采區東翼內發育有板橋河逆斷層;16采區東翼發育有吳庄逆斷層,邊界發育有F6斷層;21采區位於大冶向斜軸部,且其采區邊界發育有F5斷層、周山斷層和F6斷層。在這3個采區內進行三維地震勘探,主要目的是查明采區內斷層、裂隙密集帶以及21采區邊界周山斷層和F5斷層的性質、分布和斷層導水情況等,為合理留設斷層煤柱及采區設計提供依據。
本次勘探面積0.8km2。
2)地面瞬變電磁法。在大平井田15采區和13采區部分工作面受老窯水威脅嚴重,本次規劃選用地面瞬變電磁法對采區內充水采空區范圍進行圈定,探清井田范圍小煤窯的採掘邊界情況、積水范圍、煤柱尺寸及導水通道等,為防治老窯水提供科學依據。
21采區在三維地震確定斷層具體位置的基礎上,進一步用瞬變電磁法對斷層富水性進行探查。
本次瞬變電磁勘探面積約0.65km2。
(2)二1煤水文地質鑽探工程
大平礦現有的觀測孔數目較少(目前奧陶系灰岩水觀測孔1個,太原組L7-8薄層灰岩沒有觀測孔),無法對奧陶系灰岩水和太原組薄層灰岩水進行有效的動態監測,而礦井大平煤礦現已全部轉入下山開采階段,且所有工作面均帶奧陶系灰岩水水壓開采,此外二1煤底板太原組灰岩水對煤層安全開採的威脅也越來越大。但考慮到礦井已進入生產後期,大規模地構建觀測網路已不太現實,所以根據礦井采區規劃,在重點地段,有針對性的布置少量鑽孔,為下部開采提供依據是最經濟有效的。
本次共設計奧陶系灰岩長期觀測孔3個,太原組L7-8灰岩長觀孔1個。各觀測孔的位置、作用、深度如表4-7所示。
1)奧陶系灰岩孔。大平井田二1煤水文地質鑽探工程布置見表4-6。
表4-6 大平井田二1煤水文地質鑽探工程布置
本次規劃實施對礦井增補3個地面奧陶系灰岩孔:Od1,Od2和Od3。Od1設計在15采區板橋河逆斷層保護煤柱內,其目的是對礦區西部奧陶系灰岩水位進行觀測;Od2和Od3孔分別布置在21采區周山斷層留設的保護煤柱內和F5斷層保護煤柱內,目的是作為長觀孔對井田東南部奧陶系灰岩水位進行觀測,並對周山斷層和F5斷層的物探結果進行驗證。
2)太原組灰岩孔。本次規劃在井田下一步開採的21采區布置一個太原組L7-8灰岩地面長觀孔Cd1,對太原組L7-8灰水岩位進行長期觀測。
Od1,Od2,Od3和Cd1全孔進行簡易水文觀測,在鑽孔施工完成後進行簡易抽水試驗。
(二)一1煤水文地質補充勘探
大平礦對一1煤的勘探程度尚停留在建井初期的精查階段,對一1煤開採的水文地質條件認識也不是很清楚。基於大平礦一1煤層埋深,井田內構造發育情況和承受奧陶系灰岩水壓的大小等綜合因素考慮,一1煤最佳開采地段為礦井北部一1煤埋深較淺地段。
1.勘探任務
1)詳細探明勘探區地質地層情況及構造發育情況;
2)探查勘探區一1煤層頂板太原組薄層灰岩厚度,岩溶裂隙發育程度,含(富)水性及相關水文地質參數;
3)針對奧陶系灰岩富水性分布不均勻的特徵,對一1煤勘探區范圍內奧陶系灰岩含水層富水性進行探查,查明奧陶系灰岩水壓力,奧陶系灰岩補、徑、排條件和水位動態規律,奧陶系灰岩富水性和富水強度垂直、水平方向分帶規律,導水構造發育程度和頂底板含水層水力聯系情況;
4)探查一1煤層底板本溪組隔水層岩性、厚度、完整程度及隔水性能;
5)通過帶壓系數測試重點探查奧陶系灰岩頂部古風化殼的岩溶裂隙發育情況及阻水性能;
6)探明勘探區范圍內有無小煤礦開采,如有要探明其采空區范圍、積水范圍、積水量、積水壓力及其與待掘井巷工程之間的空間關系。
2.勘探方法
(1)一1煤水文地質補勘階段
本階段對一1煤水文地質補充勘探主要可以運用的勘探技術有:地面三維地震勘探技術、地面瞬變電磁勘探技術、地面水文地質鑽探技術和放水試驗技術。具體方法如下:
1)採用地面三維地震勘探技術,探查勘探區地質、地層和構造發育情況,重點對一1煤頂底板含(隔)水層的探查;
2)採用地面瞬變電磁勘探技術,探查勘探區含、隔水層分布情況、富水情況以及勘探區范圍內本礦一1煤采空區積水情況和小煤礦采空區分布情況和積水情況;
3)根據三維地震、瞬變電磁勘探結果,布置地面勘探孔,對物探結果進行探查驗證,並通過在鑽探過程中開展簡易水文地質觀測,簡易抽水試驗及岩石物理力學試驗,具體通過對水位、單位涌水量、漿液消耗量、滲透系數、水質、同位素等參數綜合分析一1煤頂、底板各含水層組的富水情況。地面勘探孔兼做放水試驗觀測孔。
4)根據上述勘探結果,對本區一1煤層底板奧陶系灰岩水進行井下放水試驗。在井下巷道系統、排水系統形成後,在井下施工放水孔並補充少量觀測孔,放水試驗孔應在物探基礎上合理選擇孔位(井下放水孔和觀測孔還兼作帶壓系數測試孔)。在井下放水孔放水過程中,利用已有地面勘探孔和新增的井下觀測孔對一1煤層底板下伏奧陶系灰岩水、頂板L1-4含水層進行同步水位觀測和水化學、同位素試驗。
放水試驗的主要目的:①奧陶系灰岩含水層的富水性,降落漏斗的形態及其擴展情況,確定影響半徑;②查明水文地質邊界條件,查明奧陶系灰岩水的補給、徑流情況;③確定太原組薄層灰岩L1-4含水層和奧陶系灰岩含水層之間的水力聯系;④求取水文地質參數(包括滲透系數、儲水系數等),為計算礦區涌水量提供依據,並預測礦井的涌水量。
放水試驗後,保留部分放水試驗孔進行水位(壓)、水量動態長期觀測;保留部分地面觀測孔作為長觀孔,並將其納入礦井井上下水情監測系統。因一1煤水文地質補充勘探不確定因素較多,其水情監測系統,需在勘探結束後根據具體情況而定,本次不對其作具體規劃。
(2)一1煤巷道掘進和工作面回採階段
1)音頻電透視法。音頻電透視法是利用電磁波在介質中傳播時,其電流強度隨介質層電阻率的大小而有規律變化的特徵,進而計算出穿透各點的視電阻率相對關系,作出反映探測區域富水性的等視電阻率平面等值線圖,並可結合具體水文地質條件推斷出頂底板含水體的性質,富水性大小,空間形態及分布范圍,為防治水工作提供依據。該方法的主要用途為:①採煤工作面底板下100m內富水區域探測;②採煤工作面頂板100m內富水范圍探測;③工作面內老窯、陷落柱平面分布范圍探測;④注漿效果檢查。
本次一1煤開采,在採煤工作面形成後,應用音頻電透視方法對工作面內部及工作面上部50m范圍內富水區進行探測,為疏放頂板水提供依據。本規劃還選用這種方法探測井下工作面隱伏含水斷層和破壞帶空間位置及其賦水性變化,注漿檢查,為疏水降壓等治理工作提供指導。
2)井下直流電法。井下直流電法主要用於巷道頂底板探查,工作面頂板探查和掘進堵頭超前探測。具體解決以下問題:
i.巷道頂底板探查。①利用現有的巷道工作,探查深度可達100m,可探測含水層深度,局部富水體深度范圍、導升高度及沿巷道方向分布寬度;②提供沿巷道方向垂向電阻率切片剖面,用於解釋工作面巷道底板100m深度內的含水、導水體,潛在的突水通道、底板隔水厚度、含水層厚度、含水層原始導升高度;③要求巷道內無大范圍積水。
ii.工作面頂底板探查。①改變工作方法利用巷道側壁可以探測工作面內的隱伏含水構造;②利用多條巷道(上巷、下巷、切眼等)的數據進行立體成圖——對工作面底板不同深度進行類似「CT」成像的斷面、平面切片,分離出電法含水異常區域,得到視電阻率異常斷面圖、平面圖,進行立體解釋。
iii.掘進堵頭超前探查。①利用巷道超前探測使用三極空間交匯探測法,可以預測堵頭前方80m范圍內存在的導、含水構造(斷層、陷落柱、裂隙破碎帶、老窯巷道),提供前方80m范圍內岩石的視電阻率變化信息;②異常為相對異常,可以肯定解釋異常區不會存在突水或出水的危險,解釋的異常區不能肯定一定出水;③預測堵頭的後方必須有不小於前方探測深度的施工空間;④智能傻瓜化資料處理,容易掌握使用。巷道掘進過程中,依據「有疑必探,先探後掘」的原則,採用井下巷道直流電法超前、垂向、側向探測技術對一1煤層底板導水構造進行探查;採用井下鑽探技術對直流電法結果進行驗證,並對探查清楚的煤層底板導水構造進行綜合治理;在採煤工作面形成後,直流電法在下巷中進行,同時應用音頻電透視法同時在上巷和下巷中進行探查。直流電法對地質異常體在垂向上分辨比較清晰,而音頻電穿透法對地質異常體的位置分辨比較清晰,因此兩者結合可以取得滿意的效果。
3.勘探工程布置
本次一1煤水文地質補充勘探初步在礦井北部二1煤露頭區與一1煤露頭區之間的區域進行,勘探步驟如下:
一1煤開采補充勘探設計→地面三維地震勘探→地面瞬變電磁勘探→地面及井下鑽探工程及鑽孔帶壓系數測試→井下放水試驗。