划分矿床水文地质类型的步骤

作者&投稿:桐丽 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
矿床水文地质类型~

根据矿床充水条件划分的矿床类型,称矿床水文地质类型。矿床水文地质类型的划分,是对矿床水文地质条件及其与采矿活动相互关系的高度概括。其目的是为了指导矿床水文地质调查、制定防治水方案和矿区水资源利用的综合调控。而双层水位矿床的水文地质类型划分,则主要针对双层水位的形成原因和存在形式不同,在一般矿床水文地质类型的基础上再划分出两个亚类——突变型双层水位矿床和渐变型双层水位矿床。
中国地质大学沈继方教授等主编的《矿床水文地质学》,在前人分类方案的基础上,充分考虑了3种不同空隙类型(孔隙、裂隙、岩溶)和主要充水岩层和矿层的不同接触关系(顶板、底板、直接接触、间接接触)以及矿床开采时水文地质条件的复杂程度(简单、中等、复杂),归纳出表3-1的分类方案。

表3-1 一般固体矿床水文地质分类

这个分类方案充分突出了矿床充水条件的主导因素,揭示了矿床水文地质的主要问题,概念明确,形式简单,便于记忆,被广大矿床水文地质工作者所广泛采用。
20世纪末作者提出双层水位矿床的新概念。所谓双层水位矿床,就是矿床充水岩层中不仅存在双层水位现象,而且这种双层水位现象能够在矿床防治水方案中被利用,并最终取得良好经济效益和社会效益的矿床。
双层水位矿床是表3-1中的亚类。但由于各个双层水位矿床产生双层水位的原因和形式不同,矿体赋存空间的位置与产生双层水位埋深的不同,为了矿山生产实际和编制防治水方案的需要,有必要对双层水位矿床作进一步分类,以便于在矿山设计和生产过程中,更加灵活地掌握和运用。为此,作者将双层水位矿床分成突变型双层水位矿床和渐变型双层水位矿床两个亚类。

1.以孔隙含水层充水为主的矿床(孔隙充水矿床)
本类型矿床以孔隙水充水为主,主要包括产于第四系松散层中的砂矿床和产于第三系半胶结层中的煤和油页岩等矿床。
本类型矿床的水文地质特征:①矿床主要分布在有一定厚度的松散含水层分布区;②矿床和充水岩层埋藏浅,或直接出露于地表,主要受大气降水和地表水的补给,受大气降水补给时涌水动态较稳定;③充水强度取决于充水层的透水性,且多数矿床为直接充水,少数为间接充水,井巷涌水量一般较大;④充水层本身主要是砂层,稳定性差,开采时常发生流砂冲溃和露天开采边坡的滑动等不良工程地质问题;⑤矿床一般位于当地侵蚀基准面以下,补给较易,水文地质条件多数较复杂。
2.以裂隙含水层充水为主的矿床(裂隙充水矿床)
包括产于坚硬沉积岩、岩浆岩和变质岩中的各种矿床,多分布在高山区和丘陵区。
裂隙充水矿床受到裂隙发育程度和分布规律的控制,其充水特点是:①层状矿床常以构造及成岩裂隙充水为主,多由大气降水和地表水补给,富水性中等,脉状矿床则多以风化裂隙和断裂带充水为主,富水性中—弱,且由浅部至深部逐步减弱;②多为直接充水,在井巷内主要是沿裂隙产生涌水且有季节性变化;③矿坑涌水量一般比较小(<1000m3/d),矿坑涌水具有不均匀性,疏干排水时的影响范围较小;④水文地质条件复杂程度为简单—中等。
3.以岩溶含水层充水为主的矿床(岩溶充水矿床)
岩溶充水矿床在我国分布很广,涉及金属、非金属、煤等各类矿种,多为大水矿床,水文地质条件复杂。
岩溶充水矿床的矿床(坑)充水条件,主要取决于充水岩层的岩溶发育特征。由于岩溶发育和富水性的不均一性,岩溶矿床的充水特点主要是:①矿坑涌水量大;②以集中突水为主要充水方式;③矿井排水的影响范围可以扩展很远。
孔隙、裂隙、岩溶三类充水矿床水文地质类型的基本特征见表12-4。

表12-4 不同类型矿床的水文地质特征


续表


续表

小结
通过本章的学习,掌握以下重点内容:①矿床开采,主要是矿床开采方式、步骤、采矿方法和采空区顶板岩体破坏特征;②矿床充水条件,主要是矿床(坑)充水水源、充水通道(充水途径)和矿床充水强度分析;③矿床水文地质类型,主要是孔隙充水矿床、裂隙充水矿床、岩溶充水矿床的充水特征。
复习思考题
1.试述矿床水文地质的含义、目的、任务是什么?
2.试述矿区、矿田、井田、阶段(中段)、采区、水平(中段)的概念。
3.矿床开采方式有几种?各适用于什么条件?
4.矿床开采通常分几个步骤?
5.采空区顶板岩层破坏有什么特征?分哪几个带?
6.什么是矿床(坑)充水条件?矿坑充水水源有几种?各有什么特征?
7.矿坑充水通道(充水途径)有几种?各有什么特点?
8.对断层如何进行水文地质分类?
9.如何应用斯列萨列夫公式评价巷道顶底板的稳定性?
10.什么是临界水压值(HL)?什么是临界隔水层厚度(tL)?
11.试述底板突水系数水压比的概念。
12.如何计算采空区顶板冒落带和裂隙带高度?
13.影响矿床充水强度的因素主要有哪些?
14.矿床边界条件主要包含什么边界?
15.矿床水文地质分类应遵循什么原则?
16.固体矿床水文地质类型是如何划分的?
17.中国岩溶充水矿床的水文地质类型是如何划分的?
18.以孔隙含水层充水为主的矿床有什么特征?调查重点是什么?开采时期的水文地质问题是什么?
19.以裂隙含水层充水为主的矿床有什么特征?调查重点是什么?开采时期的水文地质问题是什么?
20.以岩溶含水层充水为主的矿床有什么特征?调查重点是什么?开采时期的水文地质问题是什么?
21.某矿区示意剖面如图12-17所示,试回答下列问题。

图12-17 某矿区示意剖面图

1—铁矿;2—煤层;3—页岩;4—灰岩;5—闪长岩;6—断层;7—坑道及标高(m);8—揭露灰岩的钻孔水位及其标高(m);9—河水位及其标高(m)
(1)分析天然情况下灰岩含水层地下水的补给、径流的排泄条件。
(2)分析铁矿床充水条件及煤矿床充水条件(注意对100m、0m、-100m不同开采水平的充水条件进行对比)。
(3)开采100m水平煤层时,是否会造成矿坑充水?开采0m水平煤层时,最大可能性充水水源是哪种?开采-100m水平煤层时,充水水源可能是什么?并分析说明其理由。
22.华北某煤田受底板岩溶水的威胁,地质情况及矿坑如图12-14所示。已知底板隔水层厚度t=30m,容重γ=2 t/m3,灰岩含水层作用在巷道底板的实际水压值H=350m。如果设计巷道底宽L=10m,坑道底板是否稳定?为安全开采,是否需要疏干降压?水位降(S)为多大?(参考答案:坑道底板不稳定,需疏干降压,水位降S=20m)

矿床水文地质类型的划分
矿床水文地质类型是指导矿床水文地质调查和研究,以便合理选择勘探方法、正确布署勘探工作、有效地防治与利用矿坑水的重要依据。地质矿产部1982年颁发的《矿区水文地质工程地质普查勘探规范》,根据矿床充水的主要含水层的类型,将固体矿床划分为以下三类:
第一类:以孔隙含水层充水为主的矿床,简称孔隙充水矿床。其矿床充水条件和矿坑涌水量的大小取决于充水岩层的颗粒成分、孔隙大小、胶结程度、埋藏条件及与地表水的水力联系程度
第二类:以裂隙含水层充水为主的矿床,简称裂隙充水矿床,其矿床充水条件和矿坑涌水量的大小取决于充水岩层的裂隙发育程度,构造复杂程度以及与地表水的水力联系程度。
第三类:以岩溶含水层充水为主的矿床,简称岩溶充水矿床。其矿床充水条件和矿坑涌水量的大小主要决定于充水岩层的岩溶发育程度及分布和埋藏条件、矿区的构造复杂程度。
本类矿床又划分为三个亚类:
第一亚类:以溶蚀裂隙为主的岩溶充水矿床;
第二亚类:以溶洞为主的岩溶充水矿床;
第三亚类:以暗河为主的岩溶充水矿床。
各类充水矿床根据矿层与当地侵蚀基准面及地下水位的关系,地表水体的影响程度,主要含水层和构造破碎带的富水性补给条件,矿层直接顶底板隔水层的稳定性等影响水文地质条件复杂程度的因素,划分为三型:
第一型:水文地质条件简单的矿床
(1)主要矿体位于当地侵蚀基准面以上,地形条件有利于自然排水,矿床充水主要含水层或构造破碎带富水性弱。
(2)主要矿体位于当地侵蚀面以下,附近无地表水位,矿床充水主要含水层或构造破碎带富水性弱,补给条件差。
第二型:水文地质条件中等的矿床
(1)主要矿体位于当地侵蚀基准面以上,地下水位以下,矿床充水主要含水层富水性中等,区域补给条件好,但地形条件有利于自然排水。
(2)主要矿体位于当地侵蚀基准面以下,附近无地表水体或虽有地表水体但对矿床充水影响不大,矿床充水主要含水层的富水性中等,构造破碎带不沟通地表水体及富水性强的含水层。
第三型:水文地质条件复杂的矿床
(1)主要矿体位于当地侵蚀基准面以下,附近有地表水体并对矿床充水具有威胁,矿床充水主要含水层和构造破碎带富水性强。
(2)主要矿体位于当地侵蚀基准面以下,矿床充水主要含水层富水性强,补给条件好或构造破碎带沟通区域富水性强的含水层。

石棉矿床地质勘查与评价
答:石棉的地质勘查主要是通过各种手段来查明矿体的形态、产状以及沿走向、倾向的变化;对矿石矿物的矿物学特征及物理化学性能、品位、类型及可选性等进行综合研究;对于水文地质条件复杂地区,还必须进行相应的水文地质勘探工作。最后根据勘探工程对矿床的控制程度,划分不同的储量级别,计算其储量。在评价石棉矿床时,含棉率(品...

水文地质条件复杂矿山的标准是什么
答:l、主要矿体位于当地侵蚀基准面以上,地形条件有利于自然排水,矿床充水主要含水层或构造破碎带富水性弱。② 2.主要矿体位于当地侵蚀面以下,附近无地表水体,矿床充水主要含水层或构造破碎带富水性弱,补给条件差。第二型 水文地质条件中等的矿床 1.主要矿体位于当地侵蚀基准面以上,地下水位以下,...

矿井水文地质类型有哪几种?
答:复杂型:矿井涌水量较大,含水层复杂,地质构造复杂,可能存在含水层与煤层的不正常接触,开采难度较大。极复杂型:矿井涌水量极大,含水层极其复杂,地质构造极为复杂,存在严重的水害隐患,开采风险高。需要注意的是,具体的矿井水文地质类型划分可能会因地区、煤层特征和开采技术等因素而有所不同。在...

高岭土矿床地质勘查与评价
答:(二) 勘查类型 按勘查类型划分依据,根据中华人民共和国地质矿产行业标准 《高岭土、膨润土、耐火粘土矿产地质勘查规范》( DZ/T 0206—2002) ,将矿床划分为三个勘查类型。 Ⅰ勘查类型: 矿体 ( 层) 延展规模大型,形态规则,厚度稳定,内部结构、地质构造简单。例如,广东茂名高岭土矿床、广西宁明膨润土矿床、山东小口...

矿床充水水源
答:空隙类型(孔隙、裂隙、溶穴)不同,地下水类型(孔隙水、裂隙水、岩溶水)亦不同,这是控制矿坑充水条件的内在因素。依据主要充水岩层的空隙性质,把矿床水文地质类型划分为孔隙充水矿床、裂隙充水矿床、岩溶充水矿床。这3类矿床的充水特征是大不相同的。 (1)孔隙充水矿床 主要是产在新生界岩层中的矿床,如褐煤、油...

主要矿床水文地质类型的基本特征
答:孔隙、裂隙、岩溶三类充水矿床水文地质类型的基本特征见表12-4。表12-4 不同类型矿床的水文地质特征 续表 续表 小结 通过本章的学习,掌握以下重点内容:①矿床开采,主要是矿床开采方式、步骤、采矿方法和采空区顶板岩体破坏特征;②矿床充水条件,主要是矿床(坑)充水水源、充水通道(充水途径)和...

水文地质条件
答:T矿床地下水为弱碱性微咸水,pH值为8.8,水温23.9℃,无色透明,总矿化度为2.27g/L,总硬度为78.4mg/L,属软水。按地下水离子成分含量,其水质类型为Cl-HCO3-Na型,即氯重碳酸钠型水;按成因类型分类,其地下水类型为NaHCO3型,为苏打化区地下水,表明为陆相成因。(2)G矿床水文地质 G...

矿床开采
答:(一)矿床开采单位的划分 一般矿床都占有较大面积和有丰富的储量,为了有计划地进行开发,常将矿床按矿体赋存条件,由大到小分为若干部分(开采单位),划归相应的采矿企业(生产单位)进行开采。 一般把矿床的分布范围称为矿区,通常划归一个矿务局(或公司)开采。处于同一地质构造、同一成因的全部矿床,称矿田(煤矿则称煤田...

水文地质基本知识
答:水文地质基本知识(一)地下水的形成和分类1.地下水的形成自然界中的水以气态,液态和固态的形式存在于大气圈、水圈和岩石圈中。大气水、地表水和地下水并不是彼此孤立存在的,它们之间实际处于不断运动,相互转化的过程

水文地质调查工作阶段的划分
答:可采用勘探开采结合方式,直接进入开采阶段的调查。(5)对于农田灌溉供水水文地质调查,鉴于农田供水的保证程度较低,故一般只需划分为普查、详查和开采三个调查阶段。(6)对于矿床水文地质调查阶段的划分,一般应与矿床水文地质勘探阶段划分相一致,划分为普查找矿、初勘与详勘三个阶段。