3.2.1 勘探应研究区域水文地质条件,确定矿区所处水文地质单元的位置;应详细查明矿区地下水的补给、径流、排泄条件,区域地下水对矿区的补给关系,以及主要进水通道及其渗透性。
3.2.2 勘探应详细查明矿区含(隔)水层的岩性、厚度、产状、分布范围、埋藏条件,含水层的富水性,矿床顶底板隔水层的稳定性;应着重查明矿床主要充水含水层的富水性、渗透性、水位、水质、水温、动态变化以及地下水径流场的基本特征,确定矿区水文地质边界及其特征。
本条中的“详细查明”是矿区水文地质勘探程度的规范用语,其具体含义见本规范第1.0.4条的条文说明。
水文地质条件复杂或水文地质条件中等、工程地质条件复杂的矿区,通常都赋存有若干含水层和隔水层,其岩性、厚度、产状、分布范围、埋藏条件,以及含水层的富水性、矿床顶底板隔水层的稳定性均须逐一查明。矿区的若干含水层中,各含水层对矿床充水的作用往往有较大的差别,对含水层的勘探程度要求也应该有所不同。因此本条对矿床主要充水含水层提出了更高的勘探程度要求,要求“着重”也即重点查明矿床主要充水含水层的富水性、渗透性、水位、水质、水温、动态变化以及地下水径流场的基本特征,确定矿区水文地质边界及其特征。
3.2.3 勘探应详细查明对矿坑充水有影响的构造破碎带的位置、规模、性质、产状、充填与胶结程度、风化及溶蚀特征、富水性和导水性及其变化、沟通各含水层以及地表水的程度;应分析构造破碎带可能引起突水的地段;应提出矿山开采防治水的建议。
3.2.4 勘探应详细查明对矿床开采有影响的地表水的汇水面积、分布范围、水位、流量、流速及其动态变化,历史上出现的最高洪水位、洪峰流量及淹没范围;应详细查明地表水对矿坑充水的方式、地段;应分析论证其对矿床开采的影响,并应提出地表水防治的建议。
3.2.5 矿层与含(隔)水层多层相间的矿床,应详细查明开采矿层顶、底板主要充水含水层的水文地质特征和隔水层的岩性、厚度、稳定性和隔水性,断裂发育程度、导水性以及沟通各含水层的情况;应分析采矿对隔水层的可能破坏情况。当深部有强含水层时,应查明主要充水含水层从底部获得补给的途径和部位。
含水层强弱按含水层的富水性和渗透性可以分为若干等级。现行国家标准《矿区水文地质工程地质勘探规范》GB 12719—91按钻孔单位涌水量(q)或天然泉水流量(Q)把含水层富水性划分为四级:
弱富水性:q<0.1L/(s·m),或Q<1.0L/s;
中等富水性:0.1L/(s·m)<q≤1.0L/(s·m),或1.0L/s<Q≤10.0L/s;
强富水性:1.0L/(s·m)<q≤5.0L/(s·m),或10.0L/s<Q ≤50.0L/s;
极强富水性:q>5.0L/(s·m),或Q>50.0L/s。
现行国家标准《水利水电工程地质勘察规范》GB 50487—2008把岩土体渗透性按渗透系数(K)或透水率(q)分为六级:
极微透水:K<10 -6 cm/s,或Q<0.1Lu;
微透水:10 -6 cm/s≤K<10 -5 cm/s,或0.1Lu≤q<1Lu;
弱透水:10 -5 cm/s≤K<10 -4 cm/s,或1Lu≤q<10Lu;
中等透水:10 -4 cm/s≤K<10 -2 cm/s,或10Lu≤q<100Lu;
强透水:10 -2 cm/s≤K<1cm/s,或Q≥100Lu;
极强透水:K≥1cm/s,或Q≥100Lu。
“深部”是指矿层与含(隔)水层多层相间的矿床中,最下面的矿层以下的部位。
条文中的“强含水层”与本规范第3.2.6条中的“富水性中等或强的孔隙含水层”是一个“强、中、弱”的相对概念,这里的“强”包括“强”和“极强”。在矿区水文地质勘探实践中,可参照上述富水性、透水性分级标准判定。在矿区水文地质工程地质勘探中通常按现行国家标准《矿区水文地质工程地质勘探规范》GB 12719分级,在防治水水文地质工程地质勘探中通常按现行国家标准《水利水电工程地质勘察规范》GB 50487分级。
3.2.6 被富水性中等或强的孔隙含水层覆盖的矿床,应详细查明上覆孔隙含水层的厚度、富水性、渗透性、水文地质边界条件和地下水的补给条件与运动规律,以及渗流场分布;应评价水体下开采安全性和矿床开采对上覆盖孔隙含水层的影响。
3.2.7 有老窿分布的矿床,应调查老窿区的分布范围、深度、积水和塌陷情况,并应圈出老窿区范围;应估算老窿积水量,并应提出开采中对老窿水防治的建议。
3.2.8 存在热水、有害气体的矿床,应基本查明热水和气的分布、压力、温度、梯度、流量;应大致查明热水、气的来源及其控制因素,有害气体成分及其浓度,地热盖层的厚度,以及热异常区的范围、温度及热水、气对矿床开采的影响。
矿区水文地质勘探的任务主要是查明矿床开采条件,勘探工程一般只控制矿体之外一定的范围和一定的深度。地下热水和有害气体的分布、来源及控制因素往往超出矿区水文地质勘探的范围。矿区勘探阶段对地下热水和有害气体的勘查不能也达不到“详细查明”的程度,对其不同的勘查内容只能按相当于详查阶段的“基本查明”和普查阶段的“大致查明”的勘查工作程度来要求。如果矿区地下热水作为地热资源开发,需进行专门的地热资源勘探,并执行相应的勘探规范要求。
3.2.9 冻土地区矿床,应详细查明冻土的类型、分布、厚度、层上水、层间水、层下水的空间分布、富水性及其对矿床开采的影响。
3.2.10 各类充水矿床应着重查明下列问题:
1 孔隙充水矿床,应查明含水层的成因类型、分布、厚度,含水介质的岩性、结构、粒度、磨圆度、分选性、胶结物、胶结程度,含水层的富水性、渗透性及其变化;应查明流砂层的分布和特征;应查明含(隔)水层的组合关系,各含水层之间、含水层与弱透水层以及与地表水之间的水力联系;应评价流砂层的疏干条件及降水和地表水对矿床开采的影响。
2 裂隙充水矿床,应查明裂隙含水层的裂隙性质、规模、发育程度、分布规律、充填情况及其富水性、透水性;应查明岩石风化带的深度和风化程度;应查明构造破碎带的性质、形态、规模及其与各含水层和地表水的水力联系;应查明裂隙含水层与其相对隔水层的组合特征。
3 岩溶充水矿床,应查明岩溶发育与岩性、构造等因素的关系,岩溶在空间的分布规律、充填深度和程度,以及岩溶含水层富水性、透水性及其变化;应查明地下水主要径流带的分布。不同亚类岩溶充水矿床应着重查明下列问题:
1)以溶隙、溶洞为主的岩溶充水矿床,应查明上覆松散层的岩性、结构、厚度,或上覆岩石风化层的颗粒组分、厚度、风化程度及其物理力学性质;应分析在疏干排水条件下产生突水、突泥、地面塌陷的可能性,塌陷的程度与分布范围以及对矿井充水的影响;对层状发育的岩溶充水矿床,还应查明相对隔水层和弱含水层的厚度及分布。
2)以地下河为主的岩溶充水矿床,应查明岩溶洼地、漏斗、落水洞等的位置及其与地下河之间的联系;应查明地下河发育与岩性、构造等因素的关系,地下河水的补给来源、补给范围、补给量、补给方式及其与地表水的转化关系,地下河出、入口处的高程、流量及其变化;应查明地下河水系与矿体之间的相互关系及其对矿床开采的影响。
3.2.11 不同充水方式的矿床应着重查明下列问题:
1 直接充水的矿床,应查明直接充水含水层的富水性、渗透性,地下水的补给来源、补给边界、补给途径和地段,以及充水含水层与其他含水层、地表水、导水断裂的关系;当顶板充水含水层裸露时,还应查明地表汇水面积及大气降水的入渗补给强度;应对底板含水层的承压性进行调查。
2 间接充水的矿床,应查明隔水层或弱透水层的分布、岩性、厚度及其稳定性,以及岩石的物理力学性质和水理性质、裂隙发育情况、受断裂构造破坏程度;顶板间接充水的矿床应查明构造破碎带和导水裂隙带,并应研究和估算原生导水裂隙带高度及采动导水裂隙带高度,同时应分析主要充水含水层地下水进入矿坑的地段;底板间接充水的矿床应查明承压含水层径流场和水压力特征,直接底板的岩性、厚度及其变化,岩石的物理力学性质和水理性质,以及断裂构造对底板完整性的破坏程度;应研究和计算采矿对底板扰动破坏深度,并应分析论证可能产生底鼓、突水的地段。