固体矿产勘查矿区水文地质、工程地质、环境地质野外工作要点

固体矿产勘查矿区水文地质、工程地质、 环境地质野外工作要点 固体矿产勘查规范，现行规范有： 国标：1、《固体矿产地质勘查规范总则》GB/T-13908-2008 2、《矿区水文地质、工程地质勘探规范》GB12719-91 行业：3、《铁、锰、铬矿地质勘查规范》DZ/T 0200-2002 4、《铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范》 DZ/T 0214-2002 5、《铝土矿、冶镁菱镁矿地质勘查规范》 DZ/T 0202-2002 6、《岩金矿地质勘查规范》DZ/T 0205-2002 7、《高岭土、膨润土、耐火粘土矿地质勘查规范》 DZ/T 0206-2002 8、《硫铁矿地质勘查规范》DZ/T 0210-2002 9、《冶金化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范》DZ/T 0213-2002 10、《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215-2002 国标：11、《区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范》GB/T14158 在上述规范中，都对不同勘查阶段的矿区水、工、环工作，提出了明确要求。虽因规范适用范围和矿种不同，各规范对矿区水、工、环工作要求各有侧重和差异，但基本工作是一致的。 一、固体矿产普查阶段矿区水、工、环的工作要点： 在《固体矿产地质勘查规范总则》中，对普查阶段矿区水、工、环的要求是：“大致了解开采技术条件，包括区域和测区范围内的水文地质、工程地质、环境地质条件，为详查工作提供依据。对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，对矿床开采技术条件作出评价；对水文地质条件复杂的矿床，应进行适当的水文地质工作，了解地下水埋藏深度，水质、水量以及近矿围岩强度等”。 “水文地质、工程地质、环境地质工作：各种比例尺的水文地质、工程地质测量和环境地质调查，均应符合相应比例尺规范的要求和相应勘查阶段对矿区水文地质、工程地质、环境地质工作的要求。专门水文地质工作及岩矿石物理力学性质测定样的测试都应满足有关规定、规范的要求，以保证工作成果的可靠性”。 按上述要求，各行业规范又作了一些具体规定。归纳起来，普查阶段矿区水、工、环工作主要有：①水、工、环综合地质调查（测绘）；②普查地质钻孔简易水文地质观测；③岩（土）物理力学试样采集与测试这三方面的工作。现分述如下： （一）矿区普查阶段矿区水文地质测绘 矿区水文地质测绘分为区域和矿区 1、比例：普查阶段矿区水文地质测绘应在地质测绘基础上进行，也就是在地形地质底图增加水文地质要素。因此，矿区水文地质测绘的比例尺要与矿区地质测绘比例尺一致。普查阶段矿区地质测绘的比例尺规范规定为1/25000-1/50000，所以矿区水文地质测绘比例尺也为1/25000-1/50000。铁、锰、铬1/5000--/2.5万；铜、铅、锌、银、镍、钼 区域1/5000-1/10万，矿区1/5000-1/25000；铝土矿、冶镁菱镁矿普查1/1万-1/5万，详查1/2000-1/1万，勘探1/1000-1/2000,一般1/2000-1/5000；岩金矿普查1/5万-1/1万，详查1/1万-1/2000；高岭土、膨润土、耐火粘土普查比例尺不规定，详查、勘探1/2万-1/5万（区域），矿区1/1000-1/2000（高岭土、耐火粘土），1/2000-1/5000（膨润土）；硫铁矿普查1/2000-1/10000矿区简图，详查、勘探1/2000按矿区水、工、环规范执行。冶金化工石灰岩、白云岩、水泥原料，详查、勘探1/2000-1/1000。 2、测绘范围（GB12719-91） 总则要求矿产普查阶段要大致了解区域和测区的水、工、环地质条件。区域与测区范围的确定应按照GB12719-91规范规定： 区域水文地质测绘范围，要包括一个完整的水文地质单元，以查明区域地下水的补给、径流、排泄条件为重点。水文地质条件简单的矿区，可不进行区域水文地质测绘。 矿区水文地质测绘应矿床疏干可能影响的范围及补给边界，以查明矿床充水因素及矿区水文地质边界条件为重点。 3、水文地质测绘工作量与内容： a工作量 水文地质测绘观测点：线密度基本上是采用以下标准： 测绘比例尺 地质观测点数（个/km2） 水文地质观测点数（个/km2） 观测路线长度（km/km2） 孔隙充水矿床 裂隙岩溶充水矿床 1：50000 0.30-0.60 0.75-2.00 0.20-0.60 1.00-2.00 1：25000 0.60-1.80 1.50-3.00 1.00-2.50 2.50-4.00 1：10000 1.80-3.60 3.00-8.00 2.50-7.50 4.00-6.00 1：5000 3.60-7.20 6.00-16.00 5.00-15.00 6.00-12.00 普查阶段矿区水文地质测绘工作，首先是充分搜集利用普查区所在区域的地勘资料，根据这些资料，初步确定普查矿区水文地质条件是简单、中等、复杂程度。如果是简单的，在普查设计中就明确说明区域水温地质测绘不做，矿区内的水文地质测绘可按类比矿区评价。没有类比矿山的，若矿区已有地勘资料较多，可按草测进行。草测水文地质测绘时，观测点、线密度为规定数的40%-50%。若矿区水文地质条件中等、复杂的，区内已有地勘资料较少，就按规定点、线密度开展工作。水文地质条件简单时取小值，复杂时取大值。 关于水文地质条件勘探类型如何划分，在GB/T13908-200规范中，附录中有明确规定。 b调查内容 在收集矿区水文、气象资料的基础上，进行如下测绘 内容如下：①矿区地形地貌特征，第四纪沉积的成因类型，岩性等 ②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、隔水层的隔水性能 ③地下水补给、径流、排泄条件，地下水物理化学成份，各含水层间及其与地表水的水力联系，圈定矿区水文地质边界 ④泉出露标高、层位、岩性、出露方式，测量流量，水位，水温，水的物理化学性质及其动态变化；井水位标高、取水层位、含水层厚度、岩性、水量、水温，开采现状，动态变化 ⑤地表水分布，平水位与洪水位标高，洪水淹没范围和淹没时间，对开采有影响的地表水（水库、池塘）的水深、面积、蓄水量 ⑥现有生产矿井（井、露天）水文资料，调查矿井充水因素与充水方式，实水点、水量，矿井涌水量动态与开采水平、开采面积、产量、降水量的关系，老窑分布范围积水量等 ⑦收集供水水源、水量、水位、水质资料与开采现状与动态 ⑧对有代表意义的地表水、地下水采水样 c工作 观测路线布置，采用穿越法和追索法相结合，一般应垂直岩层，构造走向和沿地貌变化方向，对重要地质体，接触带、断层带、含水层、软弱夹层、岩溶发育带，主要动力地质现象，河谷、沟谷地下水露头多的地方，应沿走向追索，其界应有观测点控制，沿途做连续观察，，并要做路线地质剖面、采集样品。 观测点线视条件复杂程度合理布置。 （二）普查阶段矿区工程地质测绘 普查阶段对矿区工程地质大致了解。工程地质测量可与水文地质测绘同步进行。测量范围一般为采矿工程可能影响边界外延200m-300m，测绘内容： ①划分工程地质岩组，调查软弱岩组的性质、分布及工程地质特征 ②调查区内软弱夹层及各类结构面分布，物质组成，胶结程度、结构面的特征及组合关系 结构面形式主要有区域断裂带，矿区主要断裂或延伸较稳定的原生软弱层，矿区内次一级断裂及不稳定的原生软弱层及层间错动带，节理裂隙、层理、生理，微笑的节理、劈理，不发育片理。 ③按岩组和不同构造部位进行节理裂隙统计，测量其产状，宽度及延伸长度，编制玫瑰花图或极射赤平投影图，确定优势节理裂隙发育方向，划分岩体结构类型。 岩体结构一般分为整体块状结构，层状结构，破碎结构，散体结构。其中又细分为整体结构、块状结构、层状结构、薄层状结构、镶嵌结构、层状裂隙结构，破碎结构等亚类。各类划分标准，在GB12719-91中有明确规定 ④主要围岩的风化特征，风化壳厚度进行调查 岩体风化程度野外鉴定 强风化带：锤击浊青易粉碎，演示全部褪色，多数矿物粘土化，裂隙面明显，且粘土化，岩心块度5-15mm，角砾-岩块(片)状，为团块-破碎结构 弱风化带：岩石表面和裂隙面有风化迹象，部分矿区风化变质，颜色变浅，有少量裂隙将岩体切割成20-50mm块体，不易击碎，基本保持母岩结构 ⑤对自然斜坡，人工边坡测定坡度，坡面形态与岩体结构的关系，调查各种物理地质现象 ⑥对工程地质条件有利影响的地下水露头点、含水层与隔水层接触界面特征，构造破碎带的水理性质进行重点调查 ⑦调查生产矿井及邻矿山的各类工程地质时，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关系。 （三）矿区环境地质调查：与水文地质、工程地质测绘同步进行 ①调查区域稳定性，收集历史地震资料，调查新构造活动与活动性断裂 ②调查矿区社会环境（建筑物类型、密度、耕地和林地）和自然地理环境（旅游区、文物保护区、自然保护区等） ③调查、收集地表水、地下水的环境背景值（污染起始值）或对照值 ④对开发影响范围的滑坡、崩塌、山洪、泥石流、土地污染现状调查 ⑤地质体中可能成为污染源的物质赋存状态、含量、分布 ⑥吊车生态环境现状、植被、耕地等分布范围，预测采矿可能引发的辩护与破坏 ⑦矿区发现有放射性元素时，确定放射性强度，分布范围、赋存层位等 ⑧调查矿坑排水引发区域水位下降及井、泉枯竭对当地用水影响和地下水补给、径流、排水条件的变化 ⑨地表水污染源（点、面）位置及废水、渣排出的主要污染物浓度、年排放量、排放方式，排放途径和去向，处理和利用情况 ⑩调查采矿引起塌陷、山体失稳、崩落、地裂缝、地面沉降等，对地址环境的影响范围、破坏程度 ⑾调查采矿渣场稳定性，分析山洪、泥石流可能性 （四）普查地质钻孔简易水文地质观测 钻孔简易水文地质观测时利用地质钻孔观测编录与水文地质有关的资料。其成果既是研究评价勘查区水文地质条件的重要基础，优势合理布置（详查阶段）专门水文孔的依据 ①简易水文地质观测钻孔应观测和详细记录钻孔中涌（漏）水、掉块、塌孔、缩（扩）径、逸气、漏沙、掉钻、水温一场等发生层位、深度、测涌（漏）水量，必要时做简易放（注）水试验。 ②描述岩性、结构构造、裂隙性质、密度、含水层厚度、深度岩石风化程度和深度以及岩体形态、大小、充填、发育程度，统计裂隙率、岩透率。 ③单一含水层（组）的钻孔鹰测定终孔近似稳定水位。 ④观测冲洗液消耗量，冲洗循环系统是否符合钻探规定，开钻前及时检查验收，以保质量 ⑤钻进漏水、堵漏，切记堵漏起止深度，方法，材料，时间，效果等。 观测方法：a 消耗量观测：正常孤、钻进1h测一次，不足1h的回次，每回次一次。发现漏水时，应10分钟—30分钟测一次，冲洗液全部漏时，应开大泵量测最大漏失量。 原有量加新增量减现有量为冲洗液在这一钻进回次中的消耗量。 b 水位观测：回次上下钻各测一次孔内水位 c 钻孔涌水，下钻前测一次涌水量。钻进中，观测冲洗液稠度变化的池中水量增加的情况。测涌水量变化，发现钻孔加深。涌水量稳定不变，岩芯为在含水层时，应王钻测承压近似稳定水位，并作减压放水试验。 d 近似稳定水位观测 钻进中遇有严重漏水，涌水层段，应进行近似稳是水位观测，进行抽（放）水试验 近似稳定水位符合下列条件之一者，视稳定， a1小时测一次，连续2小时不变 b水位呈单方向变化，1小时水位差不超过5cm，且连续3小时 c水位波动，1小时水位差不超过10cm，连续3小时 d达不到上述要求，总观测时间已超过24小时 观测整理资料 钻孔简易水文地质观测原始记录及时、真实、不得追记，内容要齐全，不得涂改. 要有a钻孔简易水文地质观测原始记录 b钻孔简易水文地质柱状图 c钻孔简易水文地质观测统计表 d主要含水层消耗量分区（分段）图 e主要隔水层厚度变化图（等值线） f含水层等水位线图 （五）岩（土）样采集 主要对覆岩按岩组、矿层上下顶底板按层采岩（土）样，普查阶段才少量样作岩（土）物理力学个数测定，为岩组划分和详查阶段岩（土）采样工作量设计提供依据。 二、固体矿产详查阶段、勘探阶段水、工、环要点 详查、勘探阶段水、工、环地质调查，比例尺为1/10000-1/2000。必要时勘探阶段可采用1/500。范围与普查要求一样。矿区测绘范围包括矿山排水水位下降区、地面变形破坏、矿山废弃物堆放场及其可能污染区开采详细的水工环调查。详查是基本查明水工环条件。勘探是详细查明水工环条件。 调查内容及工作方法基本与普查的内容、工作方法相同，只是精度、点线密度更高。 钻孔简易水文地质观测的要求详查、勘探阶段也与普查要求一致。 详查、勘探与普查不同的工作要求主要有两项，一是工程地质编录；二是水文地质孔的要求；三是采样。 一、工程地质编录 在详查和勘探阶段勘查中，对专门水文地质孔和部分地质孔的岩芯做工程地质编录。所有做工程地质编录的钻孔都必须对基岩全部取芯。 专门水文地质孔都全孔取芯做工程地质编录，地质孔选做工程地质编录的孔数，按地质孔总数的以下百分比确定：（表1） 矿区工程地质勘探工程量表 项目 工程地质条件复杂程度 简单型 中等型 复杂型 工程地质测绘比例尺 1︰10000～1︰2000 钻孔工程地质编录占地质孔数（%） 10～20 20～30 30～50 工程地质钻孔（个） 一般不布置 根据需要布置 工程地质剖面1）（条） 0～1 2～3 3～5 室内岩（土）样 对矿体围岩不同工程地质岩组分层取样，控制到坑道底板或露天采场坑底30～50m。取样数：块状岩类及岩溶化岩类，每块岩石不少于3组；层状岩类每种岩石不少于3～5组，每组岩块数按试验目的确定；松散岩类按岩性、厚度取样，剥离物强度勘探不受此限。 钻孔岩芯工程地质编录最终是要确定岩石质量指标（RQD）,它是评价岩石完整性的一个指标，对确定含水层厚度、层位、岩体稳定性很重要。 钻孔岩芯工程地质编录内容包括：统计与描述岩芯块度及取芯率，绘制岩芯块度柱状素描图；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、岩溶发育带的位置和深度。 （1）RQD：按钻进回次测定岩石质量指标（RQD），确定不同岩组RQD值的范围和平均值。RQD的计算： RQD=Lp/Lt% 式中：某岩组大于10cm完整岩芯长度之和。（m） 某岩组钻探总进尺（m） （2）岩芯裂隙率：测定方法为体积法与直线法，一般按直线法统计。 将岩芯圆截面分成三个等分做三条线，线间夹角120°，在圆周三交点做圆截面垂线。垂线长度等于岩芯长，在每条线上量裂隙和溶洞的直线长度。三条线的裂隙和溶洞长度之和的算术平均值与岩芯长之比的百分数，就叫直线裂隙或溶洞率。 二 专门水文地质孔 详查和勘查阶段矿产勘查，规范规定要设计专门水文地质钻孔。 1、设计。专门水文孔设计必需作单孔设计，设计内容应包括终孔地层层位及标志层，孔深孔径揭露几个含水组，分层抽水试段起止深度，抽水层数，抽水顺序，分层止水深度，止水层位，止水方法，止水效果阶查，洗井，试抽，静止水观测，正式抽水要求等。 2、钻孔工艺。水文孔要求清水钻进，水文孔止水必须选在相对稳定完整的隔水层上。止水效果以观测止水后孔内水位确定，孔内水位变幅小于2cm/h且连续3h为准。 洗井：冲孔，活塞，酸洗井（可熔岩）等。 试抽：洗井后，试抽时作一次降深试抽，既起洗井作用也为降深间距提供依据，试抽后测静止水位。 3、正式抽水：用稳定流单孔抽水，一般降深不少于3次，每次降深间距应不小于3—1m，稳定时间8—24h，要同时观测水位、水量、水温。 稳定标准：水位波动小于1%或小于5cm，水量波动误差≥0.01L/sm,不大于3%；水量波动误差＜0.01L/sm，不大于5% 误差值计算：恢复水位观测正式抽水前测静止水位，抽水借宿测恢复水位。 静止观测的标准:连续3小时水位不变，水位呈单向变化，连续4小时内，每小时升降不超过1cm，水位上下波动，连续4小时内每小时升降最大差不超过5cm。承压水用压力表测压力水头，连续4小时不变，达不到上述要求，总观测时间达72小时。满足上述要求条件之一者可静止观测。 抽水前后孔深检查：孔位淤积物，不得埋没底部含水层厚度的1/5. 4、取水样：最大降深稳定后取全分析水量。 5、资料现场整理:要及时在现场做Q=f(s)，q= f(s)曲线，发现曲线反常，及时查明原因，并重做抽水试验。 三、专门水文孔物探测井：包括综合物探测井和水文测井，按物探测井规范要求进行。 四、岩（土）物理力学参数测试采样： 1、矿区矿体覆岩岸岩组采岩土样，每岩组层岩采样数步少于3组，每组采样块数按测试项目要求确定。 2、矿体顶板上30m 内，底板下20m，（露采底板下30-50m），按岩层分层采样，采样块数按测试项目定。 3、测试项目：物理性质主要测密度、视密度、天然含水量、软化系数。 水理性质测吸水率（含水率）。力学性质主要测抗压强度（干、湿）、抗拉强度、抗剪强度（干、湿）、弹性模量（干、湿）。