水文地質(zhì)
礦山水文地質(zhì)的動(dòng)態(tài)觀測(cè)與試驗(yàn)方法
文章來(lái)源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2021-11-03 13:49:22瀏覽次數(shù):1221
一、動(dòng)態(tài)觀測(cè)
地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)是指根據(jù)井田的水文地質(zhì)條件、地下水動(dòng)態(tài)分析需求,建立地下水長(zhǎng)期觀測(cè)站網(wǎng),定期觀測(cè)地下水運(yùn)動(dòng)要素。
復(fù)雜性和極復(fù)雜性礦區(qū)(礦井),需建立地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)網(wǎng),采用自動(dòng)觀測(cè)儀連續(xù)記錄數(shù)據(jù),記錄間隔根據(jù)生產(chǎn)階段而具體確定,觀測(cè)網(wǎng)布孔設(shè)點(diǎn)需專門設(shè)計(jì)。
常用觀測(cè)方法有人工觀測(cè)、在線自動(dòng)化觀測(cè)、遙測(cè)等。
礦山水文地質(zhì)動(dòng)態(tài)觀測(cè)對(duì)象包括:地面變形、地表水、地下水等;觀測(cè)內(nèi)容包括水質(zhì)、水位、水溫、徑流量、泉流量、應(yīng)力、應(yīng)變等。
二、試驗(yàn)方法
(一)抽水試驗(yàn)
1)資源勘探階段無(wú)抽水資料,對(duì)含水層的富水性、影響范圍、條件均不清,在復(fù)雜型和極復(fù)雜型礦井進(jìn)行大口徑(地面直通式)抽(放)水試驗(yàn)前’選擇孔位時(shí),進(jìn)行單孔或小口徑孔群抽水試驗(yàn)。
2)復(fù)雜型和極復(fù)雜型礦井,用小口徑抽水不能查明水文地質(zhì)、工程地質(zhì)(地面巖溶塌陷)條件時(shí),應(yīng)進(jìn)行井下放水試驗(yàn)。井下條件不具備時(shí),則應(yīng)進(jìn)行大口徑、大流量孔群抽水試驗(yàn)。試驗(yàn)方法一般按非穩(wěn)定流要求進(jìn)行。
3)為采取受采掘破壞影響的含水層同其他含水層或地表水體之間有無(wú)水力聯(lián)系,應(yīng)結(jié)合分抽(放)水進(jìn)行連通試驗(yàn)。
4)凡受開(kāi)采影響鉆孔水位較深時(shí),可只做一次最大降深抽水試驗(yàn);降深過(guò)程的觀測(cè),用適當(dāng)加長(zhǎng)延續(xù)時(shí)間進(jìn)行非穩(wěn)定流計(jì)算。
5)孔群和大口徑孔組抽水試驗(yàn)的延續(xù)時(shí)間,應(yīng)根據(jù)水位一涌水量過(guò)程曲線穩(wěn)定趨勢(shì)而定,一般不應(yīng)少于lOd。當(dāng)受開(kāi)采疏水干擾,水位無(wú)法穩(wěn)定時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況研究確定。
6)抽水前,應(yīng)對(duì)試驗(yàn)孔、觀測(cè)孔及井上下有關(guān)的水文地質(zhì)點(diǎn),進(jìn)行水位(壓)、流量觀測(cè)。
(二)井下放水試驗(yàn)
1)放水試驗(yàn)在試放水的基礎(chǔ)上,編制放水試驗(yàn)設(shè)計(jì),規(guī)定試驗(yàn)方法、各次降深值和放水量。
2)做好放水試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作,固定人員,檢驗(yàn)校正觀測(cè)儀器和工具,檢查排水設(shè)備能力和放水路線。
3)放水前,在同一時(shí)間對(duì)井上下觀測(cè)孔和出水點(diǎn)進(jìn)行一次水位、水壓、涌水量、水溫、水質(zhì)的觀測(cè)(測(cè)定)。
4)放水試驗(yàn)延續(xù)時(shí)間,可根據(jù)具體情況確定。當(dāng)涌水量、水位難以穩(wěn)定時(shí),試驗(yàn)延續(xù)時(shí)間一般不少于10 -15d。選取觀測(cè)時(shí)間間隔應(yīng)考慮到非穩(wěn)定流計(jì)算的需要。中心水位或水壓必須與涌水量同步觀測(cè)。
5)觀測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)登人臺(tái)賬,并繪制涌水量一水位歷時(shí)曲線。
6)受大水威脅的礦井,可根據(jù)條件采用穿層石門或?qū)iT鑿井進(jìn)行相似疏干開(kāi)采試驗(yàn)。
(三)注水試驗(yàn)
1)礦井防滲漏進(jìn)行巖石滲透性研究或含水層水位很深無(wú)法進(jìn)行抽水試驗(yàn),進(jìn)行注水試驗(yàn)。
2)要根據(jù)透水巖層的巖性和孔隙、裂隙發(fā)育深度,確定試驗(yàn)孔段,嚴(yán)格做好止水工作。
3)注水前測(cè)定鉆孔水文和注入水的溫度。
4)試驗(yàn)前徹底洗禮。
5)要連續(xù)注入穩(wěn)定水量,以形成穩(wěn)定的水位。
(四)連通試驗(yàn)
1)水位傳遞法。通過(guò)抽水、注水、放水或堵水,改變地下水位,在可能連通的點(diǎn)上觀測(cè)水位、流量的變化,以判斷兩者之間水流的連通與否以及其具體途徑。
2)示蹤試驗(yàn)法。也稱為指示劑法,在地下水通道的某一個(gè)或某幾個(gè)預(yù)定投放點(diǎn)投放選擇好的示蹤劑或示蹤物,在下游預(yù)定的接收點(diǎn)觀測(cè)、取樣或就地檢測(cè)。常有浮游物示蹤劑、染料類示蹤劑、食鹽示蹤劑、放射性同位素示蹤劑、離子示蹤劑。
地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)是指根據(jù)井田的水文地質(zhì)條件、地下水動(dòng)態(tài)分析需求,建立地下水長(zhǎng)期觀測(cè)站網(wǎng),定期觀測(cè)地下水運(yùn)動(dòng)要素。
復(fù)雜性和極復(fù)雜性礦區(qū)(礦井),需建立地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)網(wǎng),采用自動(dòng)觀測(cè)儀連續(xù)記錄數(shù)據(jù),記錄間隔根據(jù)生產(chǎn)階段而具體確定,觀測(cè)網(wǎng)布孔設(shè)點(diǎn)需專門設(shè)計(jì)。
常用觀測(cè)方法有人工觀測(cè)、在線自動(dòng)化觀測(cè)、遙測(cè)等。
礦山水文地質(zhì)動(dòng)態(tài)觀測(cè)對(duì)象包括:地面變形、地表水、地下水等;觀測(cè)內(nèi)容包括水質(zhì)、水位、水溫、徑流量、泉流量、應(yīng)力、應(yīng)變等。
二、試驗(yàn)方法
(一)抽水試驗(yàn)
1)資源勘探階段無(wú)抽水資料,對(duì)含水層的富水性、影響范圍、條件均不清,在復(fù)雜型和極復(fù)雜型礦井進(jìn)行大口徑(地面直通式)抽(放)水試驗(yàn)前’選擇孔位時(shí),進(jìn)行單孔或小口徑孔群抽水試驗(yàn)。
2)復(fù)雜型和極復(fù)雜型礦井,用小口徑抽水不能查明水文地質(zhì)、工程地質(zhì)(地面巖溶塌陷)條件時(shí),應(yīng)進(jìn)行井下放水試驗(yàn)。井下條件不具備時(shí),則應(yīng)進(jìn)行大口徑、大流量孔群抽水試驗(yàn)。試驗(yàn)方法一般按非穩(wěn)定流要求進(jìn)行。
3)為采取受采掘破壞影響的含水層同其他含水層或地表水體之間有無(wú)水力聯(lián)系,應(yīng)結(jié)合分抽(放)水進(jìn)行連通試驗(yàn)。
4)凡受開(kāi)采影響鉆孔水位較深時(shí),可只做一次最大降深抽水試驗(yàn);降深過(guò)程的觀測(cè),用適當(dāng)加長(zhǎng)延續(xù)時(shí)間進(jìn)行非穩(wěn)定流計(jì)算。
5)孔群和大口徑孔組抽水試驗(yàn)的延續(xù)時(shí)間,應(yīng)根據(jù)水位一涌水量過(guò)程曲線穩(wěn)定趨勢(shì)而定,一般不應(yīng)少于lOd。當(dāng)受開(kāi)采疏水干擾,水位無(wú)法穩(wěn)定時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況研究確定。
6)抽水前,應(yīng)對(duì)試驗(yàn)孔、觀測(cè)孔及井上下有關(guān)的水文地質(zhì)點(diǎn),進(jìn)行水位(壓)、流量觀測(cè)。
(二)井下放水試驗(yàn)
1)放水試驗(yàn)在試放水的基礎(chǔ)上,編制放水試驗(yàn)設(shè)計(jì),規(guī)定試驗(yàn)方法、各次降深值和放水量。
2)做好放水試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作,固定人員,檢驗(yàn)校正觀測(cè)儀器和工具,檢查排水設(shè)備能力和放水路線。
3)放水前,在同一時(shí)間對(duì)井上下觀測(cè)孔和出水點(diǎn)進(jìn)行一次水位、水壓、涌水量、水溫、水質(zhì)的觀測(cè)(測(cè)定)。
4)放水試驗(yàn)延續(xù)時(shí)間,可根據(jù)具體情況確定。當(dāng)涌水量、水位難以穩(wěn)定時(shí),試驗(yàn)延續(xù)時(shí)間一般不少于10 -15d。選取觀測(cè)時(shí)間間隔應(yīng)考慮到非穩(wěn)定流計(jì)算的需要。中心水位或水壓必須與涌水量同步觀測(cè)。
5)觀測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)登人臺(tái)賬,并繪制涌水量一水位歷時(shí)曲線。
6)受大水威脅的礦井,可根據(jù)條件采用穿層石門或?qū)iT鑿井進(jìn)行相似疏干開(kāi)采試驗(yàn)。
(三)注水試驗(yàn)
1)礦井防滲漏進(jìn)行巖石滲透性研究或含水層水位很深無(wú)法進(jìn)行抽水試驗(yàn),進(jìn)行注水試驗(yàn)。
2)要根據(jù)透水巖層的巖性和孔隙、裂隙發(fā)育深度,確定試驗(yàn)孔段,嚴(yán)格做好止水工作。
3)注水前測(cè)定鉆孔水文和注入水的溫度。
4)試驗(yàn)前徹底洗禮。
5)要連續(xù)注入穩(wěn)定水量,以形成穩(wěn)定的水位。
(四)連通試驗(yàn)
1)水位傳遞法。通過(guò)抽水、注水、放水或堵水,改變地下水位,在可能連通的點(diǎn)上觀測(cè)水位、流量的變化,以判斷兩者之間水流的連通與否以及其具體途徑。
2)示蹤試驗(yàn)法。也稱為指示劑法,在地下水通道的某一個(gè)或某幾個(gè)預(yù)定投放點(diǎn)投放選擇好的示蹤劑或示蹤物,在下游預(yù)定的接收點(diǎn)觀測(cè)、取樣或就地檢測(cè)。常有浮游物示蹤劑、染料類示蹤劑、食鹽示蹤劑、放射性同位素示蹤劑、離子示蹤劑。