煤矿床水文地质、工程地质、环境地质勘查评价标准(3)

2019-04-16 15:49

提出,并在钻孔设计(技术指示书)中加以明确。

4.6.1.6需要进行消耗量观测的钻孔,冲洗液的循环系统要符合钻探规程的规定,并在开钻前进行检查验收,以保证观测成果的质量。

4.6.1.7钻进过程中发现漏水需堵漏时,对堵漏起、止深度及所用的方法、材料、时间、效果等情况,应做详细的记录。

4.6.2 观测方法 4.6.2.1消耗量观测

1、冲洗液消耗量系指纯钻进时间内钻孔中消耗的冲洗液。在正常钻进时,每小时观测一次。不足一小时的回次,每回次观测一次。发现冲洗液漏失时,应每10~30分钟观测一次。冲洗液全部漏失时,应开大水泵测定其最大漏失量。

2、冲洗液消耗量观测方法:钻具下至孔底,待冲洗液正常循环后开始观测水源箱(池)内冲洗液的数量,观测结果称原有量。然后每小时观测一次,直至钻程结束为止,每次观测结果称现有量。钻进期间在水源箱(池)内加入的冲洗液数量称新增量。计算公式如下:

原有量+新增量-现有量=消耗量。 4.6.2.2水位观测

1、回次水位观测,系指在每次钻程的提钻后和下钻前各测一次水位。灌孔、采煤、处理事故、扩孔、专门提取岩芯、扫孔及人工补斜,可不观测回次水位。

2、钻进中若遇涌水,提钻后水位涌出井口,可不测回次水位,但应在下钻前观测一次涌水量。 3、停钻时间较长,应每2小时观测一次水位,水位基本稳定后,可改为每4小时观测一次,直到重新钻进。

4、水位测量工具的深度记号要清楚准确,便于读数。 4.6.2.3近似稳定水位观测

1、钻进中遇有严重漏水、涌水的层段,应根据需要进行近似稳定水位的观测,必要时可将钻孔改做专门水文孔,进行抽(放)水试验。

2、近似稳定水位观测符合下列条件之一时,可停止观测: (1)每小时观测一次,连续2小时水位无变化;

(2)水位呈单一方向变化,每小时水位差不超过5cm,且已连续观测3小时; (3)水位呈锯齿状变化,每小时水位差不超过10cm,且已连续观测3小时; (4)虽达不到上述要求,但总观测时间已超过24小时 。 4.6.3 资料整理

4.6.3.1钻孔简易水文地质观测的原始记录要及时、真实,不得追记。观测内容要齐全,记录要清晰,不得涂改。

4.6.3.2钻孔简易水文地质观测成果资料应及时整理,并提出如下资料: 1、钻孔简易水文地质观测原始记录; 2、钻孔简易水文地质柱状图; 3、钻孔简易水文地质观测统计表。

4.6.3.3根据勘查区水文地质条件,必要时尚需编制如下分析图件:

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1、主要含水层消耗量分区(分段)图; 2、主要隔水岩层厚度变化图; 3、含水层等水位线图。

4.7 抽水试验 4.7.1一般要求

4.7.1.1抽水试验是煤炭资源地质勘查的重要手段,其目的是研究含水层重要水文地质特征,取得含水层水文地质参数,评价含水层的富水性,并为预计矿井涌水量与对地下水综合利用的评价提供资料。

4.7.1.2抽水试验工作应在分析勘查区及邻区已有水文地质资料的基础上,根据《煤、泥炭地质勘查规范》的相应要求进行合理布置。对富水性不均一的含水层,应注意选择遇有漏(涌)水的地质钻孔改作抽水试验孔。根据水文地质条件复杂程度、水量大小和设计目的,可分别选择单孔、多孔及群孔进行抽水试验。

4.7.1.3抽水试验孔必须编制施工设计书。内容包括:抽水试验任务及要求;试验含水层(段)的起、止深度;孔径、止水套管的直径及下入层位、深度及止水方法;简易水文地质观测;采用的抽水设备以及抽水试验质量要求等。

4.7.1.4抽水试验的段距应根据抽水的目的确定,以能获得各含水层(带)的水位、流量、水质及渗透性为原则,一般宜分层(组)进行。

4.7.1.5抽水试验层(段)的孔径一般不应小于91mm,下过滤器时,过滤管的直径不小于89mm。观测孔的孔径不应小于75mm;下过滤器时,过滤管的直径不应小于73mm。

大口径抽水钻孔的抽水层(段)孔径一般不应小于200mm;孔深超过300m时,其孔径可减小到168mm。

4.7.1.6抽水试验层段与隔离止水层(段)必须取芯。

4.7.1.7抽水试验钻孔使用水泵抽水时,水泵下放深度以上的孔段,其孔斜100m深度内不得超过1.5°,深度每增加百米递增不大于1°。

4.7.1.8抽水试验钻孔与观测孔,一般均应采取清水钻进。若必须使用泥浆时,在正式抽水前必须采用有效手段洗井。

4.7.1.9抽水试验钻孔和观测孔的止水层(段)必须选择在岩石完整的隔水层(段)内,且应用可靠的方法检查止水效果,并作正式记录。止水检查分别在止水封闭物扫孔前、后进行,管内水位变化幅度应小于2cm/小时,且连续保持3小时。

4.7.1.10抽水试验所抽放至孔外的水,若有可能重新渗入含水层时,必须有防渗漏措施。 4.7.1.11过滤器应根据含水层的岩性、破碎程度及颗粒组份等情况选择。过滤器上的孔隙应分布均匀,孔隙率一般不小于20%。凡采用缠绕式或包扎式过滤器,其外壁均应焊有金属肋条。肋条间距选择应以能使滤网不接触过滤管为原则。

4.7.1.12施工设计书必须在钻孔施工前下达到机组,并向施工机组人员交待施工的质量要求、抽水试验的原则、记录方法及注意事项。

4.7.1.13抽水试验前,应对抽水设备的安装质量、测量水位、水量、水温的各种测试仪表和工具

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以及原始记录表格的准备情况做全面检查。

4.7.1.14抽水试验方法分为稳定流和非稳定流两类,可根据概化的水文地质模型和水文地质参数计算的要求选定。

4.7.2 稳定流抽水试验

4.7.2.1试验抽水:在正式抽水前应做试验抽水。

1、试验抽水前,应对抽水层(段)反复进行抽洗,直至孔内出水澄清无沉淀物时为止。松散层内洗孔时,要注意观察和记录洗出砂的粒径和体积,以及水由浑浊到清澈的时间和流量变化的情况。

2、试验抽水应作一次最大的水位降深,初步了解水位降低值与涌水量的关系,以便正式抽水时合理选择水位的降深。试抽过程的全部资料必须有正式记录。

4.7.2.2正式抽水:

1、抽水的水位降深,应尽设备能力做最大降深。降深次数一般不少于3次,每次降距不宜小于6m,且合理分布。若涌水量大于140m3/h,因条件所限降深达不到上述要求时,最小降距也不应小于1m。含水层底板以上水柱不足10m时,可酌情减少水位降低次数,但其最大降深应超过水柱高度的1/2。

2、抽水延续时间与稳定时间要求:

第一次水位降深的延续时间不少于24小时,其余各点降深的延续时间不作具体规定。 各点稳定时间必须达8小时。有观测孔时,应以最远观测孔稳定2小时为准。有特殊要求时可适当延长。

单位涌水量小于0.01 l/s·m,可尽机械能力作一次最大降深,但抽水延续时间应不低于36小时。 3、水位降深顺序:

基岩含水层一般宜先深后浅,松散含水层宜先浅后深,逐次进行。

4、在抽水过程中遇有大雨,对水位、涌水量观测产生影响时,应暂停抽水。在停止抽水期间,每2小时观测一次水位。

5、抽水孔的动水位与流量必须同时进行观测。开始宜按非稳定流抽水相应要求观测,连续1~2小时后,可每隔30分钟观测一次,直至抽水结束。

观测孔水位应与主孔水位同时进行观测,不得提前或延后。

在抽水前及抽水过程中,应经常校正测绳的深度记号,发现误差及时修正。

6、抽水试验应连续进行。如抽水中断,而中断前抽水已超过6小时,且中断时间不超过1小时,则中断前的抽水时间仍可计入延续时间内,否则一律作废。在中断抽水时间内,应按观测稳定(静止)水位的要求观测水位(包括观测孔),直到重新抽水为止。

7、水温、气温的测量,宜在抽水过程中每隔2~4小时同时观测一次,其精度要求为0.5℃。发现水温有异常时,应在抽水结束后进行井温测量。

测温时,温度表应放在空气通畅、背阴的地方,严禁放在日光直照和其它影响温度在变化处。 8、在抽水过程中,必须随时绘制Q=f(S)及q=f(S)曲线,以便及时发现和纠正抽水发生的错误。 9、水样应在最后一个降深结束前按设计要求采取,其方法按有关规程要求进行。 4.7.2.3稳定时间内水位和流量的波动相对误差要求;

1、水位降深大于5m时,主孔水位变化幅度不大于1%;小于5m时,则要求主孔水位变化小于

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5cm。观测孔水位变化要求小于2cm。水位埋深>100 m可酌情适当放宽。

2、流量变化幅度:q≥0.01 l /s·m,不大于1%;

q<0.01 l /s·m,不大于3%。

3、稳定时间内水位降低和流量波动相对误差计算方法如下:

波动相对误差(%) =

观测值与平均值的最大差值?100%。

平均值

4.7.2.4静止水位与恢复水位观测要求:

1、正式抽水前及正式抽水结束后,抽水孔和观测孔均应进行静止水位和恢复水位的观测。 2、恢复水位观测时间开始时一般宜按1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30分钟的时间顺序观测,以后每隔30分钟观测一次,直至稳定。观测孔与主孔应同时观测。

3、静止水位和恢复水位,符合下列条件之一方可停止观测: (1)连续3小时水位不变;

(2)水位呈单向变化,连续4小时内每小时升降不超过1cm;

(3)水位呈锯齿状变化,连续4小时内每小时升降最大差值不超过5cm; (4)采用压力表观测时,连续4小时指针不动。

(5)达不到上述要求,但总观测时间已超过72小时,一般可停止观测。 4.7.2.5流量观测方法:

1、流量应与水位在同一时间观测。

2、流量观测方法根据流量大小选择。流量不大时,可采用容积法,水箱的容积一般不小于0.5m3;流量较大时可采用堰测法、管道流量计、流速流量计、自计流量计等方法。

4.7.2.6钻孔深度的检查:

抽水前的和恢复水位观测结束后,应分别探测孔深,孔内沉淀物不得埋没含水层厚度的1/5。当抽水层(段)为含水组时,孔内沉淀物不得埋没底部主要含水层厚度的1/5。

4.7.2.7抽水钻孔必须有确定含水层深度、厚度、结构可靠的测井资料。有条件时应进行流量测井。

4.7.3 非稳定流抽水试验

4.7.3.1非稳定流抽水试验分为定流量与定降深抽水。定流量抽水时,要求流量变化幅度一般不大3%;定降深抽水时,水位变化幅度一般不超过1%。非稳定流抽水一般宜采用潜水泵或深井泵。

4.7.3.2非稳定流抽水试验的水位降深,应尽设备能力做一次最大降深,一般不宜小于18m。若涌水量大于140m3/h,因条件限制降深达不到上述要求时,最小降深也不得小于3m。含水层底板以上水柱不足10m时,水位最大降深应超过水柱高度的1/2。

4.7.3.3水位、流量的观测,一般宜按1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120分钟的时间顺序进行,以后每隔30分钟观测一次,直到结束。观测孔与主孔的流量与水位都必须同时观测。

4.7.3.4抽水延续时间应根据试验目的参照水位降深——时间半对数曲线S(或h2)——lgt形态确定,当曲线出现固定斜率的渐近线时,观测时间需后延续一个对数周期;有越流补给时,观测时间则需曲线经过拐点后趋于水平时为止;有观测孔时,应以代表性观测孔的S(或h2)——lgt曲线判定。

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4.7.3.5当抽水尚未达到目的以前,因故中断抽水时,则应观测恢复水位,待水位达到稳定后再重新抽水。

4.7.3.6非稳定流抽水试验时的流量、水位、静止水位、恢复水位及其观测内容、观测方法与要求,可参照稳定流抽水试验的有关规定。

4.7.4 多孔及群孔抽水试验

4.7.4.1多孔及群孔抽水属于大型抽水试验,抽水主孔一般宜采用大口径钻孔:

1、大型抽水试验宜在勘探后期进行,必须建立在获得矿区水文地质条件和天然流场及其动态变化资料的基础上。

2、水位降深、降深次数和延续时间视矿区水文地质条件、试验目的和计算方法确定。抽水水量应对天然流场有较大的扰动,尽可能暴露储存量与径流量的转化关系和矿区的水文地质边界。

3、观测孔(点),应根据试验目的和计算方法确定。宜布置在不同的富水区、参数区、边界水量交换地段以及地表水、“天窗”、断裂带等地段,必要时外围区亦应布置少数孔控制。

4、具体观测方法应按专项设计执行。

4.7.4.2为保持大型抽水试验抽水过程中定流量的连续性,设备及操作应符合以下要求: 1、抽水开始时各抽水孔应同时开泵,抽水结束时应同时停泵。

2、抽水过程中,应保证各种设备的正常运转,不得随意调整、改变机械运转能力。 3、个别抽水孔的设备发生故障,应立即开动备用设备。 4.7.5资料整理

4.7.5.1抽水过程中,必须及时、完整、准确地记录各项观测成果。如发生错误时,应及时划改,严禁涂改。

4.7.5.2抽水过程中,对各项观测资料应随时进行检查。每一点抽水结束前,应计算稳定阶段内水位降低和涌水量的平均值及波动相对误差,并计算单位涌水量。

4.7.5.3抽水结束后,应及时整理并提出如下资料:

1、整理、校对原始资料,计算水位标高、水位降低值、涌水量及单位涌水量等各种数据。 2、编制抽水试验综合成果图。内容包括:水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、恢复水位曲线、抽水成果、水质化验和水文地质计算结果、抽水层(段)岩层柱状、钻孔结构(包括过滤器位置和规格)等必要资料。对非稳定流抽水试验根据需要选择编制下列曲线图:

S=f(lgt) S=f(lgr) S=f(lgr2) S=f(lg

t) r2lgS=f(lgt)

3、大型抽水试验应编制试验场水文地质平面图。内容应包括抽水孔及观测孔的位置;抽水前、抽水稳定后(非稳定流为抽水后期)的等水位(压)线;试验场内的主要断裂及其他有关的重要水文地质资料。同时附观测线剖面图(包括静止水位、恢复水位、降落漏斗等内容)。

4.8 动态观测及水样采取

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