对勘查规范开采技术条件部分的解读与修订意见11964.docx
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1、对勘查规规范开采采技术条条件部分分的解读读与修订意意见钱学溥(水文地地质、工工程地质质、环境境地质专专业)GB 1127119-991矿矿区水文文地质工工程地质质勘探规规范和和GB 152218-94地地下水资资源分类类分级标标准,分别于19991年和和19994年颁颁布执行行。根据据形势的的发展和和提高报报告质量量的需要要,多年年来在执执行上述述规范和和有关规规定的过过程中,感感到有些些条款需需要作进行进进一步的的解读,有有些条款款需要进进行必要要的补充充与修订订,还有有一些问问题在勘勘查和编编写报告告的过程程中需要要引起注注意。下下面,提提出一些些有关的的意见供供参考。一、 关于文字字摘要
2、1 勘查核实实报告,尤尤其是准准备上市市公司的的勘查核核实报告告,其文文字摘要要应该简简明扼要要,内容容全面,重重点突出出,尽可能能地通俗俗易懂。文字摘摘要一般般不超过过4000字,至至多不超超过一页页纸。2 文字摘要要应包含含开采技技术条件件和经济济方面的的有关内内容。文文字摘要要阐述开开采技术术条件方方面主要要结论性性的意见见,应有有133行的文文字;说说明经济济方面的的主要指指标,应应有12行的的文字。例例如可以以说明“本矿区区水文地地质条件件简单,工工程地质质条件中中等,环环境地质质质量良良好,矿矿山供水水问题容容易解决决。”以及可以以说明“经计算算,拟建建矿山财财务内部部收益率率为1
3、33.0%,动态态投资回回收期为为11.4年,经经济效益益较好。”3 在开采技技术条件件方面,至至少要说说明水文文地质、工工程地质质条件的的复杂程程度;环环境地质质质量的的类别;解决矿矿山供水水的难易易程度。其其中,矿矿山供水水水文地地质条件件、工程程地质条条件可以以分别简简化为简简单、中中等、复复杂3种种类别。矿矿山供水水问题可可以概括括为容易易解决、可可以解决决、难以以解决33种类别别。经济济方面,至至少应说明拟拟建矿山山的“财务内内部收益益率”和“动态投投资回收收期”两项指指标。二、 关于核实实报告的的章节1 核实报告告编写提提纲缺少少自然地地理一章章,而对对开采技技术条件件来说,自自然
4、地理理是不可可或缺的的内容因为为降水量量加大一一番,地地下水的的补给量量增加将将近两番番;干旱地地区,水水资源匮匮乏;地表水水体可能能导致矿矿坑突水水;地形切切割强烈烈的山区区,容易易发生地地质灾害害;地震烈烈度增加加一度,建建筑物造造价约增增加155%。2 建议核实实报告保保留自然然地理一一章,否否则,必必须把有有关的内内容纳入入开采技技术条件件一章。三、水文文地质勘勘查类型型的认定定1 矿区水文文地质勘勘查类型型分为三三类三型型。根据据矿坑充充水含水水层的地地下水类类别,确确定矿区区水文地地质勘查查类型的三三类(孔隙充充水矿床床、裂隙隙充水矿矿床、岩岩溶充水水矿床)不会有有甚麽分分歧。确确
5、定水文文地质勘勘查类型型的三型型(简单单、中等等、复杂杂),则则会出现现不同的的理解和和标准。2 确定矿区区水文地地质勘查查类型的的三型,不不仅要考考虑充水水含水层层的地下下水类别别,还要要考虑充充水含水水层的数数量及其其导水性性;充水水含水层层的钻孔孔单位涌涌水量;地下水水的储存存量;地地下水的的补给强强度;矿矿床与当当地侵蚀蚀基准面面的相对对位置;矿井涌涌水量的的大小;矿坑水水的自然然排放条条件;导导水的断断层和陷陷落柱;地面塌塌陷;河流、湖泊和水水库等地表水水体;以以及烧变变岩积水水、老窑窑积水等等因素。3 坑道突水水可以形形成最为为严重的的矿难。因此,可以这样理解和概括:是否存在坑道突
6、水事故的威胁,是确定矿区水文地质勘查类型三型的主要依据。4 不存在突突水事故故威胁的的矿床,属水文地质勘查类型简单型的矿床,例如:位于地下水位以上的矿床。位于地下水位以下,但具有自流排水地形条件的矿床。矿坑充水含水层少于或等于3层,其导水性和补给量有限,矿井涌水量小于5000m3/d的矿床。 不存在在突水事事故威胁胁属水文地地质勘查查类型简简单型的的矿床,在在矿山的的基建和开采阶阶段,需需要投入入的水文文地质工工作有限限。5 具有突水水事故威威胁的矿矿床,属属水文地地质勘查查类型中中等型的矿床床,例如如:位于海海面以下下、湖面面以下开开采的矿矿床。矿床顶顶板以上上存在可可能突水水的厚层层砂砾石
7、石孔隙水含含水层的的矿床。矿床底板以下或是围岩存在可能突水的厚层石灰岩岩溶水含水层的矿床。矿坑充水含水层多于3层,其导水性和补给量较大,矿井涌水量大于5000m3/d的矿床。 具有突突水事故故威胁属属水文地地质勘查查类型中中等型的的矿床,在在矿山的的基建和和开采阶段段,需要要投入一一定的水水文地质质工作。6 具有严重重突水事事故威胁胁的矿床床,水文文地质勘勘查类型型属复杂型的矿床床,例如如:矿床顶顶板以上上存在可可能突水水的厚层层砂砾石石孔隙水含含水层,同同时矿床床底板以以下或是是围岩存存在可能能突水的的厚层石石灰岩岩岩溶水含含水层的的矿床。矿床顶板以上存在可能突水的厚层砂砾石孔隙水含水层,该
8、含水层位于矿坑冒落带与导水裂隙带范围以内,或是接近冒落带与导水裂隙带的高度。矿床底板以下或是围岩存在可能突水的厚层石灰岩岩溶水含水层,其间隔水层的厚度接近或小于安全的隔水厚度。具有严重重突水事事故威胁胁属水文地地质勘查查类型复复杂型的的矿床,不不仅在矿矿山的基建阶阶段需要要投入一一定的工工作,在在矿山的的开采阶阶段,也也需要“边探边边采”,施工大量量的探水水钻探进进尺。7 露天开采采的矿床床,与地地下坑道道开采的的矿床有有明显的的不同。露天开采的矿床,由于排水条件优越,不会出现严重的突水事故,因此,一般均属于水文地质勘查类型简单的矿床。需要疏干开采的露天开采矿床,则属于水文地质勘查类型复杂的矿
9、床。如内蒙古自治区赤峰市元宝山煤矿,疏干排水量5.8m3/s;河北省邢台市北洺河铁矿,疏干排水量5.310.0m3/s。四、矿山山的开采采方案与与勘查工工作的布布置1 在矿产资资源的勘勘探阶段段,必须须结合矿矿山的开开采方案案,部署署水文地地质、工工程地质质勘查工工作。勘勘探阶段段水文地地质、工工程地质质勘查工工作,应应主要部部署在坑坑道开采采的先期期开采地地段、露露天开采采的拉沟沟区附近近。2 基建勘探探的投资资,大体体占基建建投资的的10%。在矿矿山的基基建勘探探阶段,水水文地质质、工程程地质勘勘查工作作,主要要部署在在井筒、运运输大巷巷、尾矿矿坝和边边坡等分分布的地地段和位位置。另另外,
10、可可以采用用物探磁磁法探测测烧变岩岩的分布布,采用用物探电电磁法探探测老窑窑积水,采采用三维维地震探探测陷落落柱和断断层的存存在。五、钻孔孔工程地地质编录录1 钻孔工程程地质编编录是一一项投入入少,效效果显著著的勘查查工作。尤其是在普查阶段,在没有采取岩石力学试样的情况下,进行钻孔工程地质编录,按钻进回次测定岩石质量指标RQD值,根据RQD值确定岩石的质量等级,是评价区内工程地质条件的重要依据。2 不少地勘勘单位,仅在详查及勘探阶段,选择少数口径较大的工程地质孔进行钻孔工程地质编录。实际上,一般地质勘查钻孔,都可以进行钻孔工程地质编录。各勘查阶段施工的钻孔,其钻孔工程地质编录的数量必须满足规范
11、规定的要求。六、消除除井损计计算渗透透系数1 以承压水水完整井井为例,当当呈曲线线时,须须按GBB 5000277-20001供供水水文文地质勘勘察规范范8.2.11条款的的要求,进进行消除除井损渗渗透系数数的计算算。该条条款要求求换一个个坐标,求求出直线线的截距距a值,将将a值代入入承压水水完整井井裘布依依公式,即即可求得得消除井井损的渗渗透系数数。2 公式的推推导:不考虑虑井损问问题,根根据达西西定律导导出的承承压水完完整井计计算公式式,由此此。其中中R为引用用影响半半径,反反映的是地地下水补补给强度度;r为过滤滤器半径径;K为渗透透系数;M为含水水层厚度度,以上上4个参参数都是是定数,因
12、因此可以以写作,其其中a值可以以称作层层流损失失系数。井损所包括的各种水头损失,都与流量的二次方成正比,因此,具有井损的承压水完整井计算公式可以写作(对S、Q来说,是抛物线方程),或写作(对、Q来说,是直线方程)。a值即等于以、Q为坐标轴,直线在轴上的截距。a值也可以利用最小二乘法求得:。,也就是,消除井损的渗透系数K值可以求得。3 计算实例例:某地地一承压压水完整整井,砂砂卵石层层厚M=58.05mm,r=0.110m,进行了了3个落落程的稳稳定流抽抽水试验验。观测测结果:=1.661m,=24330m33/d;=5.334m,=57880m33/d;=7.994m,=71110m33/d。
13、采采用截距距法求aa值:/=6.6310-44,/=9.2410-44,/=111.17710-44。求得3.510-44d/mm2。取m,代代入上式式91.5m/d。4 采用最小小二乘法法,可以以求得更更为精确确的a值。为为求a值列表表如下:落程S (mm)Q (mm3/d)QSQ2Q2SQ3Q411.611243003.9115.9009.51114.3334.9925.3445780030.88733.441178.4193.11116637.9447110056.44550.555401.4359.42556691.22389.886589.3566.8370773.52210-44d
14、/mm2。取m,代代入上式式=91.0m/d。这这个结果果比截距距法的计计算结果果更为精精确。5 小结该计算算实例实实为一组组带观测测孔的抽抽水试验验。影响响半径=120000mm,是利利用2个个观测孔孔观测资资料计算算的结果果。经过计计算,利利用2个个观测孔孔观测资资料计算算的渗透透系数平平均值为为88.2m/d;利利用消除除井损公公式计算算的渗透透系数为为91.0m/d;利利用抽水水孔观测测资料直直接计算算的渗透透系数(48.3m/d、34.7m/d、28.7m/d),平均值为37.2m/d。可以看出:利用消除井损公式计算的渗透系数与前者相近,而与后者相差甚远。采用最小二乘法计算的a值具有
15、较高的精度,但是采用截距法计算结果也可以满足计算的要求。根据渗透系数的定义,某一点含水层的渗透系数,应该是一个定数,不应随着降深的加大而减小。以上述实例为例,利用抽水孔观测资料直接计算的渗透系数,随着降深的加大,计算的渗透系数逐渐变小:48.3m/d、34.7m/d、28.7m/d是不合理的。对潜水完整井来说,则上述值要用来代替。有关消除井损计算渗透系数其它的一些问题,请参阅中国建筑工业出版社,工程勘察1984年第6期,钱学溥消除井损计算渗透系数公式的探讨。七、利用用恢复水水位观测测资料计计算渗透透系数1 观测抽水水试验的的地下水水恢复水水位,付付出了相相当大的代价价,应当当把宝贵贵的恢复复水
16、位观观测资料料充分地地利用起起来。非非稳定流流理论,是是利用恢复复水位观观测资料料计算渗渗透系数数的基础础。在地地台岩层层缓平的的地区,非非稳定流流理论比比稳定流流理论,更接近于当地的水文地质条件。2 以分钟为为单位,当当恢复水水位观测测时间超超过10000分分钟,也也就是说说,观测测时间超超过3个个对数周周期(11、100、1000、110000分钟),则则应该利利用恢复复水位的的观测数数据,采采用非稳稳定流理理论两点点法、直直线斜率率法、选选择法等等方法,计计算承压压水渗透透系数(参参考供供水水文文地质手手册第第二册,地地质出版版社19977,第第951033页)。3 两点法:;。式中中:
17、导水系系数(mm2/d);抽水水稳定流流量(mm3/d);恢复复时间(mmin或或h)时时的钻孔孔水位降降深(mm);恢复复时间(mmin或或h)时时的钻孔孔水位降降深(mm);渗透透系数(mm/d);承压压含水层层的厚度度(m)。4 直线斜率率法:;。式中中:从开始始抽水算算起的时时间(mmin或或h);从抽抽水到停停抽的时时间(mmin或或h);停抽抽后某时时刻井中中的剩余余降深(mm);导水水系数(mm2/d);抽水水稳定流流量(mm3/d);渗透透系数(mm/d);承压压含水层层的厚度度(m)。八、矿井井涌水量量的精度度与误差差多年以前前,设计计部门既既提出,要要求勘查查部门认认定提交
18、交的矿井井涌水量量的精度度与误差差。19998年年,根据据国务院院“三定方方案”的规定定,地下下水由水水利部门门统一管管理。水水利部220055年发布布了技术术文件SSL/ZZ 3222-220055建设设项目水水资源论论证导则则(试行行)。该该技术文文件6.7款规规定,地地下水资资源包括括地下水水、地热热水、天天然矿泉泉水和矿矿坑排水水。6.1.22款规定定,计算算的地下下水资源源量要认认定它的的精度级级别。我我们认为为,认定定计算的的矿井涌涌水量的的级别和和允许误误差,不不仅是水水利部门门要求编编写建建设项目目水资源源论证的需要要,而且且有利于于设计部部门的使使用。在在发生经经济纠纷纷的情
19、况况下,也也有利于于报告提提交单位位和报告告评审机机构为自自己进行行客观的的申辩。下下面,围围绕这一一问题,对对矿井涌涌水量的的勘查、计计算、精精度级别别、允许许误差等等,作一一些论述述。1 矿井涌水水量与水水文地质质勘查矿井涌水水量比较较大,要要求计算算的矿井井涌水量量精度就就比较高高,也就就需要投投入比较较多的水水文地质质勘查研研究工作作。表11,可以以作为部部署水文文地质工工作的参参考。表1矿井井涌水量量与水文文地质勘勘查矿山类型型多年生产产的矿山山特大涌水水矿山疏干开采采矿山大水矿山山中水矿山山小水矿山山矿井涌水水量(m3/d)具有100年以上上观测资资料大于5000000500005
20、00000050050000小于5000抽水试验验的类型和数数量不需要进进行抽水水试验多孔抽水水试验115组组,群孔孔抽水试试验1组组多孔抽水水试验115组组单孔抽水水试验115孔孔不一定需需要进行行抽水试试验涌水量的的主要计计算方法法作图法、数理统计计数值法、数理统计计比拟法、解解析法加加水均衡衡计算、作图法比拟法、解析法、作图法比拟法、解解析法、地地下水径径流模数数法、泉泉水流量量统计法法提交矿井井涌水量量的精度度ABB、CB、C、DDD 、EE注:多年生生产的矿矿山是指指:开采采水平不不变、开开采面积积基本不不变的多多年生产产的矿山山,如即即将闭坑坑或是即即将破产产的矿山山,即是是这种多
21、多年生产产的矿山山。多孔抽抽水试验验,是指指带观测测孔的一一个抽水水主孔的的抽水试试验,持持续抽水水几天。群孔抽水试验是指带观测孔的多个抽水主孔的抽水试验,其抽水总量,一般要达到计算矿井涌水量的1/33/4,持续抽水几十天。利用地下水动力学计算公式,计算矿井涌水量,就属于解析法的范畴。大井法、集水廊道法就是常用的解析法。数理统计包括一元线性回归、多元线性回归、逐步回归、系统理论分析、频率计算等(参考钱学溥,娘子关泉水流量几种回归分析的比较,工程勘察1983第4期,中国建筑工业出版社)。可以把水位抽降、巷道开拓面积、矿产产量、降水量等作为自变量,把矿井涌水量作为因变量。数值法也就是计算机模拟,是
22、通过利用计算机模拟地下水流场的变化,计算矿井涌水量的一种方法。常用的大井法、集水廊道法等解析法计算矿井涌水量,只考虑了含水层的导水性,没有考虑地下水的补给量。因此,只有进行了解析法和水均衡的计算,用地下水的补给量验证解析法计算的结果,计算的矿井涌水量的精度才能达到C级。2 稳定流、非非稳定流流公式应应用的主主要条件件2.1一一般报告告采用的的解析解解大井法法、集水水廊道法法,是基基于稳定定流理论论推导的的地下水水动力学学计算公公式。它它要求地地下水有有比较充充分的补补给条件件,要求求在该水水平开采采的几年年到几十十年内,矿矿井排水水计算的的地下水水影响半半径边界界上的水水头高度度,永远远稳定在
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