水文地質探查技術包括哪些

A. 礦井日常水文地質工作內容與技術要求

礦井日常水文地質工作是保證煤礦正常安全生產的一項重要技術基礎工作。其基本任務包括：

1）開展礦井水文地質補充調查、補充勘探和水文地質觀測；

2）為礦井採掘、開拓延伸提供水文地質資料或報告；

圖1-8 系統開發工作流程圖

3）在採掘工程中進行水害分析、預測和防探水。

（一）水文地質補充調查和觀測

1.地面水文地質補充調查

包括氣象資料搜集：降水量、蒸發量、氣溫、氣壓、相對濕度、風向、風速及其歷年平均值和兩極值；地貌調查：著重調查由開采引起的塌陷、人工湖等地貌變化；地質調查：第四系覆蓋層、基岩露頭，地質構造的形態、產狀、性質、規模、破碎帶等。其他還應調查的內容包括地表水體等。

2.地面水文地質觀測

包括氣象觀測、地表水觀測、地下水動態觀測等。

3.井下水文地質觀測

在開拓主要采區巷道時，應及時進行井下水文地質觀測和編錄，並繪制實測水文地質剖面圖或展開圖。

1）當巷道穿過含水層時，應詳細描述其產狀、厚度、岩性、構造、裂隙或岩溶的發育與充填情況，揭露點的位置及標高、出水形式、涌水量、水溫等，並採取水樣進行水質分析；

2）對斷層和裂隙，應測定其產狀、長度、寬度、數量、形狀、尖滅情況、充填程度及充填物，觀察地下水活動的痕跡，繪制裂隙玫瑰圖，並選擇有代表性的地段測定岩石的裂隙率；

3）對岩溶應觀測其形態、發育情況、分布狀況、有無充填物及充填物成分、充水狀況等，並繪制岩溶素描圖；

4）對褶曲應觀測其形態、產狀及破碎情況；

5）對突水點應詳細觀測記錄突水的時間、地點、確切位置、出水層位、岩性、厚度、出水形式、圍岩破壞情況等，並測定涌水量、水溫、水質、含砂量等。同時觀測附近的出水點和觀測孔涌水量、水位的變化，並分析突水原因。主要突水點可作為動態觀測點，並要編制卡片，附平面圖和素描圖。

4.礦井涌水量觀測

1）礦井涌水量觀測應分含水層、分采區、分主要出水點觀測，每月觀測不少於3次；

2）井下新的出水點在涌水量尚未穩定前應每天觀測1次；

3）井下疏降孔涌水量和水壓在穩定前每小時觀測1次，穩定後正常觀測。

（二）礦井水文地質基礎資料和圖紙

1.水文地質台賬

礦井水文地質基礎資料必須認真搜集整理、長期保存。為了使礦井水文地質基礎資料系統化，應建立以下各類水文地質台賬：

1）礦井涌水量觀測成果台賬；

2）氣象資料台賬；

3）地表水文觀測成果台賬；

4）鑽孔水位及井泉動態觀測台賬；

5）抽（放）水試驗成果台賬；

6）礦井突水點卡片或台賬；

7）井下水文地質鑽孔台賬；

8）水質分析成果台賬；

9）礦區水源井（孔）台賬；

10）封閉不良鑽孔台賬；

11）其他專門項目台賬。

2.礦井必備的水文地質圖紙

1）礦井充水性圖；

2）礦井涌水量與各種相關因素動態曲線圖；

3）礦井綜合水文地質圖；

4）水文地質柱狀圖；

5）水文地質剖面圖；

6）等水位線圖等。

（三）工作面水害預測與防探水

應開展水害因素分析和水害預測工作，根據採掘接續計劃，結合水文地質資料，全面分析水害因素，提出水害分析預報表及水害預測圖；在採掘工程中對預報表、圖進行檢查、補充和修訂，發現險情，應及時發出水害通知單，並採取預防措施。

1）采前應編制探放水設計，並預計涌水量，涌水量較大可能影響正常生產時，應採取相應措施；

2）防探底板突水：採掘前必須具備勘探或補充勘探資料，水文地質條件基本清楚；對可能發生的水害及其預防措施提出建議；預測有突水可能的危險區；預計最大涌水量；

3）防探斷層水：應核准斷層產狀、位置，分析斷層帶的富（導）水性，並在平面圖和剖面圖上確定斷層與工作面的空間幾何關系；巷道通過導水或可能導水斷層前，必須超前探水，並採取相應的防水措施；對與強含水層連通的導水斷層，必須按規定留設防水煤柱；

4）為防止鑽孔突水，應對採掘范圍內穿越煤層頂、底板強含水層的鑽孔進行核查，分析判定封孔質量；對封閉不良的鑽孔應分別採取相應的預防措施。

（四）其他防治水措施

為了防治礦井開采過程中發生突水淹井事故，除建立上述礦井排水系統外還應當考慮以下防治水措施：

1）采區排水系統。對設計的下一個采區，要首先預計采區涌水量，建立采區水倉、泵房和排水管道。采區水倉、泵房和排水管道的設計應符合「煤礦安全規程」的要求。

2）礦井避水災路線。在採掘作業規程中制定突水時的避水災路線，並在避水災路線上設置路標，定期進行撤退演習。在井下各採掘工作面即主要硐室、大巷等有人員工作的地點安裝電話，井下電機車安裝載波電話，並加強對通訊系統的維護和管理，保證在發生突水災害時，可利用通訊系統實施迅速、有效的調度指揮。礦井應安裝井下人員定位系統，使地面及時了解井下人員的實際情況。

B. 水文地質測繪的主要調查內容有哪些

《工程水文學》裡面應該有你想要的答案。

C. 什麼是水文地質測繪，其內容有那些

hydrogeological survey 為了解 水文地質條件的一種以地面觀察測繪為主野外工作。 其工作內容是按一定的迴路線和觀察點對地貌答、 地質和水文地質現象進行詳細觀察記錄，在綜合分析有觀察、測繪、勘察和試驗等資料的基礎上，編制測報告和 水文地質圖。准備工作水文地質測繪是在已有的 地形底圖和質圖基礎上進行的。

D. 水文地質勘查所使用的主要方法手段

進行水文地質調查所使用的基本方法手段或工種主要有10種：即水文地質測繪、水文地質鑽探、水文地質物探、水文地質野外試驗、地下水動態長期觀測、室內分析測定與實驗、同位素技術在水文地質調查中的應用、全球定位系統（GPS）的應用、遙感（RS）技術的應用、地理信息系統（GIS）的應用等。任何一項水文地質調查，基本上都是採用這些方法手段，通過這些方法手段的有機配合而組織起來的，這些方法手段（或工種）的精度直接決定了勘查成果的質量。近年來，航衛片地質水文地質解譯、GPS技術、地理信息系統（GIS）、地下水同位素測試技術、核磁共振技術、水文地質參數的直接測定方法等新的技術方法已用於水文地質調查中，大大提高了水文地質調查的精度和工作效率。

1.水文地質測繪

水文地質測繪就是按一定的精度要求，對區內地質、水文地質界線和現象進行實地的觀察、測量、描述、調查，並將它們繪製成圖件，總結出一個地區的水文地質規律。水文地質測繪是認識一個地區水文地質條件的第一步，也是全部水文地質工作的基礎。目前，航衛片解譯等遙感技術，正廣泛地成為水文地質測繪中的現代化有效手段。

2.水文地質鑽探

水文地質鑽探是勘探地下水的直接手段，同時，也是開采地下水的主要方法。由於它具有效率高、勘探深度大等特點，因而是一項主要的勘探工作。為了得到較好的效果，水文地質鑽探必須建立在水文地質測繪等項工作的基礎上。另外，在只需揭露近地表的地下水露頭或與地下水有關聯的一些地層、構造現象時，可直接使用坑、槽探。

3.水文地質物探

物探是水文地質勘探的重要手段之一，它與水文地質測繪和鑽探相結合，可以有效地查明許多地質和水文地質問題，從而節省其他工種的工作量。需要著重說明，各種物探方法都有局限性，其結果具有多解性，使用中，應根據具體地質條件，進行分析、對比、綜合研究，使解譯結果真實的反映客觀情況。水文地質工作中應用的主要物探方法有：電法、磁法、地震方法、放射性方法等，近年來，地質雷達、地球物理層析成像技術（CT）、核磁共振（NMR）等新技術、新方法也得到了廣泛應用。

4.水文地質試驗

在野外調查工作中，為取得各種水文地質參數或解決某些水文地質問題需進行相關的水文地質試驗工作。水文地質野外試驗主要包括：抽水試驗、注水試驗、滲水試驗、地下水流速流向測定試驗、連通試驗、彌散試驗等。根據調查工作需要，應合理布置這些試驗。

5.地下水動態觀測

由於地下水是變化的，為尋找其變化規律性，就需要對區內主要含水層中地下水的動態（包括水位、水量、水質、水溫）進行長期的觀測工作。依據觀測結果，對區內地下水的形成和變化規律，水質、水量和水位進行正確地評價和預測。

6.室內實驗、分析鑒定

實驗室內實驗、分析、鑒定等工作，主要是取得地下水質、岩石的水理學性質，岩石破壞及溶蝕機理，含水層的顆粒成分，地下水運動情況以及地下水年齡等資料。

7.同位素技術在水文地質調查中的應用

地下水在形成和運移過程中，各種化學組分的同位素成分都會進入水中，這些同位素蹤跡便可為研究地下水及其與環境介質之間的關系提供重要信息。環境同位素能對地下水起著標記作用和記時作用。因此被廣泛應用於水文地質調查工作中。目前在水文地質調查中應用同位素技術主要解決下列問題：①利用放射性環境同位素測定地下水年齡；②利用穩定環境同位素研究地下水的起源與形成過程；③利用放射性環境同位素研究包氣帶水的運動；④利用環境穩定同位素研究水中化學組分的來源；⑤利用放射性同位素示蹤研究地下水運動及水文地質過程。

8.全球定位系統（GPS）技術的應用

全球定位系統（Global Positioning system，簡寫為GPS），也稱全球衛星定位系統。GPS具有全球性、全天候、連續的三維測速、導航、定位與授時能力，而且具有良好的抗干擾性和保密性。目前，GPS已成為一種全天候、高精度的連續定位系統，且具有定位精度高、自動化、速度快、儀器操作簡便、高效實用、方法靈活多樣等特點。近十幾年來，GPS在水文地質工程地質領域也得到了廣泛應用。

GPS在水文地質工作中主要用於以下幾個方面：①確定各種地質點（地質構造、地貌、第四紀地質、岩性點、采樣點等）的位置及坐標（或經度、緯度），並可確定其走向或傾向；②確定井孔、泉、地下暗河等各種水文地質點的位置及坐標；③確定各類地質點及井、孔、泉水等水文地質點的高程；④確定各類地質點、水文地質點之間的距離；⑤地圖功能、導航功能等；⑥確定勘探線方向或水文地質剖面線的方位；⑦查找地圖上有關信息點、興趣點；⑧數據存儲、記憶功能，可建立資料庫，並對數據進行下載和轉換等。

9.遙感（RS）技術在水文地質調查中的應用

遙感（Remote Sensing，簡稱RS）就是「遙遠的感知」，它是應用探測儀器，不與探測目標相接觸，從遠處把目標的電磁波特徵記錄下來，通過分析，揭示出物體的特徵性質及其變化的綜合性探測技術。換言之，遙感技術是根據電磁波理論，用裝置在飛機或人造衛星等各種飛行器上的專門儀器，接收地面上各種地質體發射或反射的各種波譜信息，由於不同的地質—水文地質體發射、吸收、反射、散射和透射的電磁波波長和頻率不同，從而解譯判定出被測地區的地貌、地質、水文地質條件，並可繪製成各種圖件。其特點是調查面積大，周期快，應用面廣，在提高調查質量，加快調查進度、減少測繪和勘探工作量，減輕體力勞動等方面獨具優越性。

遙感技術（RS）有許多種類，目前在水文地質調查中常用的是航空攝影、紅外探測和多波段測量。利用航空照片可以解譯含水層和含水構造，查明區域水文地質條件，圈定富水地段，劃分匯水面積等。紅外遙感技術在尋找淺層地下水方面（如尋找古河道，找出地下水露頭的位置、大小、數量、探測地下熱水，研究岩溶區的水文地質條件等）具有良好效果。利用地球衛星圖像可對地球資源進行調查和進行環境監測，可解譯出區域的地貌形態、地層岩性及地質構造，同時還可圈定沖積含水層，尋找泉及地下水溢出帶、淺層地下水分布區，以及用於調查地表水資源和監測環境污染等。

10.地理信息系統（GIS）在水文地質調查中的應用

地理信息系統（Geographical Information System，簡寫為GIS），是對各種地理信息或空間信息進行獲取、處理、分析和應用的計算機技術系統。

地理信息系統（GIS）已開始用於地下水研究中。地理信息系統（GIS）在水文地質調查中的應用主要有以下幾個方面：①建立地下水資料庫及模擬系統。②識別含水層，合理開發利用地下水資源。③進行地下水水質研究。④進行地下水資源管理。⑤編制水文地質圖。⑥地下水模擬及可視化。

全球定位系統（GPS）、遙感技術（RS）、地理信息系統（GIS），簡稱「3S」技術。「3S」技術是從20世紀60年代逐漸發展起來的、現已日漸成熟的空間信息處理技術。由於「3S」技術的日漸成熟，澳大利亞、美國、加拿大等國20世紀80年代就已開始運用「3S」技術進行數字化地質填圖，從而實現了地質填圖的計算機化和信息化，極大地提高了工作效率。我國數字化地質填圖工作起步於20世紀90年代。目前，以「3S」技術為基礎的數字化地質填圖，正在地質、水文地質調查工作中逐步推廣應用。

E. 礦山水文地質調查內容有哪些

壓球機來 水文地質調查自是在已有的礦床水文地質資料，結合礦山建設和生產過程中出現的實際問題，進行的與岩土穩定性有關的水文條件調查與分析。主要內容如下：（1） 礦區內地下水的類型：包括按含水空隙條件的分類（孔隙水、裂隙水或岩溶水）和按埋藏條件的分類（上層滯水、潛水或承壓水）。（2） 礦區水文地質結構類型：按含水體和隔水體所呈現的空間分布和組合形式以及含水體的水動力特徵所劃分的類型，包括統一含水體結構、層狀含水體結構、脈狀含水體結構和管道含水體結構。（3） 不同水文地質結構中的水動力特徵：包括不同水文地質結構的補給、徑流、排泄條件及富水特徵，相互之間或與地表水體有無水利聯系等。（4） 含水層、隔水層、礦體之間的相互關系。（5） 水文地質鑽孔的封堵質量。（6） 坑道、露天采場涌水量及其變化規律：包括季節性變化和隨著開採的進展，涌水量和潛水位（或測壓水位）的變化。（7） 排水疏干對地表沉降的影響程度。（8） 帷幕注漿堵水效果評價。

F. 水文地質調查

美國水文地質調查經歷了一百多年的發展，在該領域長期居於國際領先地位，影響和引導了國際水文地質學的發展方向。表6-1列出了美國不同發展階段的經濟社會特徵和水文地質發展特點。美國地質調查局(USGS)始終把地下水資源評價作為優先開展的重點工作。早期在一些地區進行的地下水調查工作成為全國地下水調查的起點，例如Darton在中部大平原的地下水調查、Mendenhall在加利福尼亞州洛杉磯地區的地下水調查^［1］。Meinzer自1923年開始陸續出版了一系列報告，首次對全國地下水資源進行了定性評估。20世紀30年代至60年代中期，USGS以州為單位先後對各個州的地下水資源進行了調查，採用均衡法對各個州的地下水資源進行了初步估算。20世紀70年代USGS對全國21個區域開展了水文地質調查和地下水評價工作，在對區域地質、水文地質條件調查和地下水區劃的基礎上，對地下水補給、地下水排泄等地下水均衡要素進行了估算，提出了地下水優化管理的對策。1978年USGS啟動了「區域含水層系統分析項目(RASA)」。RASA項目歷時近20年，調查和研究了全國28個以流域為單元的含水層系統。該項目採用三維有限差分地下水流數值模型，通過模擬地下水開發前後地下水的動態變化，確定了地下水補給、排泄和均衡要素的變化，使地下水資源的評價精度得到顯著提升。以RASA項目成果為基礎，從1990年到2000年先後編制出版了各個含水層系統的地下水圖集。美國地下水圖集採用不同的比例尺(1∶250萬～1∶10萬)集中展示了地下水調查和研究成果。繼區域含水層系統分析項目(RASA)之後，USGS於1998年啟動了新一輪地下水資源調查———地下水資源計劃(GWRP)，調查的范圍從過去的以州為單位改變為整個含水層系統、水文系統、生態環境系統，所面對的問題由當前的問題轉向長期的水資源可持續利用問題^［2］。隨著人們改善和保護生態環境的意識不斷增強，水文地質工作開始由過去的以資源為重逐漸轉變為資源和環境並重，近年來日益重視地下水的生態作用。1992年，美國頒布了《國家地質填圖法》，設立了以美國地質調查局為主導的全國合作地質填圖計劃(NCGMP)，將全國的地質填圖工作統一起來。水文地質屬於地質填圖計劃的重要內容之一，主要任務是通過1∶2.4萬比例尺為主的水文地質調查，建立地下水運動的三維地質框架。全國合作地質填圖計劃(2007～2011年)確定，到2010年所建三維地質框架將覆蓋美國含水層的12%。

英國的水文地質調查研究水平較高，1∶5萬比例尺新一輪工作完成了國土面積的65%以上。在城市填圖中根據具體城市發展和建設的需要進行專門填圖。法國開展了1∶5萬比例尺水文地質填圖，進行了地下水污染的調查研究工作，開展了全國范圍地下水氮化物和亞硝酸鹽的調查工作，建立了法國地下水資源水質資料庫。印度完成了大部分國土1∶5萬或1∶6.3萬比例尺的系統填圖，1994年開始進行第二輪地質填圖，重點是資源環境保障程度方面的調查。日本在完成本土水文地質填圖的同時，進行了列島及其周圍海域地質調查。日本特別重視地下水資源的開發利用和保護工作，每5年開展一次水質調查。

表6-1 美國不同經濟社會發展階段的水文地質調查發展特點

綜合學科本身、實踐應用、發展驅動力以及與社會的關系四個方面，國際水文地質調查可能將呈現以下幾個趨勢:

(1)資源和環境、生態並重的地下水資源可持續管理是水文地質學的重要應用研究主題。地下水管理既要保障社會穩定的水供給，又要不影響未來長遠的水資源利用，避免可利用地下水資源在數量和質量上大幅度降低。這項重要的主題包括很多內容，例如地表水和地下水的聯合調蓄和協調開發;地下水含水層獲得補給的途徑和機制;近河岸帶和生物棲息地地下水水質保護，恢復由於人類影響而退化的地下水含水層;影響地下水資源利用和分配的社會-經濟規律和管理模式;地下水疏干區的定量跟蹤和調控;岩溶含水層和基岩裂隙水的保護性開發等。

(2)近地表水文地質過程成為水文地質學與其他學科交叉滲透的重要理論研究主題。近地表地質圈包括土壤、包氣帶、淺層地下水、生物棲息地、濕地、河溪下層區和農業用地等。包氣帶是介於潛水面和地表之間的多孔介質，化學風化、有機質分解、氮素固定等其他化學物質循環過程均發生在包氣帶，也是地下水補給、污染物向地下水運移的必經之路。濕地和河溪下層區是水生生態環境向陸地生態環境的過渡區，是生物地球化學、生態學和水文地質學的交叉領域。農田是深受人類活動影響的生物棲息地。以前灌溉工作者所採取的措施集中於局域尺度。因此，灌溉農業管理應從區域水文地質系統的尺度著手，而實現這一目標需要水文地質學與土壤學、地貌學、農學、生態學進行交叉滲透^［3］。

(3)利用新技術進行地下水監測、調查和研究成為水文地質學技術方法發展的重要主題。無論是對水文地質系統進行更加完善的管理和調控，還是及時發現和預測社會經濟活動對水文地質系統所產生的不良後果，都需要對水文地質要素進行長期准確的監測。水文地質要素動態監測網的優化設計和自動化實時監測技術的發展，是地下水調查和研究的重要基礎設施。同位素技術和遙感技術將繼續發展，越來越多地用於地下水調查和研究。基於GIS的模型技術將進一步推動水文地質系統的定量化研究，成為水文地質工作的重要工具。

(4)水文地質系統微生物研究和海洋水文地質研究成為水文地質學自身發展的重要前沿領域。已有的研究成果表明，在化學風化、土壤形成、石油沉積、物質循環等水文地質過程中，微生物有著不容忽視的作用。然而關於微生物作用的機理至今尚不清楚。目前，微生物在用於治理土壤和地下水有機污染方面顯示出了廣闊的前景。海洋水文地質是一個新興的研究領域，其主要目的在於更多地了解海洋海底岩層中的流體-岩石作用機制，揭示地殼作用機理，目前尚處在探索階段。

G. 礦區水文地質物探

7.2.2.1區域水文地質探查的任務及目的

礦井開采前所進行的區域水文地質勘探的主要任務和目的如下:

1)查明和控制礦區區域水文地質條件，確定礦區所處的水文地質單元的位置，詳細查明礦區發育的含水層及各個含水層的地下水補給、徑流、排泄條件，區域地下水對礦區的補給關系，礦區地表水系及氣象因素與地下水的相互關系及相互影響。

2)詳細查明礦區含(隔)水層的岩性、厚度、產狀、分布范圍、邊界條件、埋藏條件，含水層的富水性，礦床與頂底板含水層之間隔水層的厚度及穩定性。著重查明礦區主要充水含水層的富水性、滲透性、水位、水質、水溫、動態變化及地下水流場的基本特徵，特別是要查明礦床頂底板隔水層所承受的靜水壓力，確定礦區水文地質單元的邊界及其水文地質性質。

3)詳細查明礦區和附近對礦井充水有較大影響的構造破碎帶的位置、規模、性質、產狀、充填與膠結程度、風化及溶蝕特徵、富水性和導水性及其變化、溝通各含水層及地表水之間的相互補給關系的程度，分析構造破碎帶及其可能誘發的突水地段，提出開采中對構造水的防治方案原則性建議。

4)詳細查明對礦床開采有影響的地表水的匯水面積、分布范圍、水位、流量、流速及其季節性動態變化規律，歷史上出現的最高洪水位、洪峰流量及淹沒范圍。詳細查明地表水對井巷可能的充水方式、地段和強度，並分析論證其對礦床開採的影響，提出開采過程中對地表水的防治方案原則性建議。

5)在水文地質條件勘探的基礎上，應根據礦井採掘條件和礦井採掘規劃，建立礦井涌水量預測預報模型，選擇合適礦井水文地質條件的涌水量預測方法和計算方法，對全礦礦井涌水量和分水平、采區涌水量進行預測計算。在條件允許時，還應對礦井可能形成的突水水量進行分析評估，為礦井防排水系統和能力設計提供基礎資料。

7.2.2.2采區或工作面水文地質勘探的任務和目的

礦井開采過程中所進行的采區或工作面水文地質勘探的主要任務和目的如下:

1)查明采區或工作面范圍內富水性、補給條件及其重點富含水區段的分布規律及其控制因素。

2)查明采區或工作面范圍內存在的小規模隱伏導水構造，如斷層、裂隙發育帶、喀斯特陷落柱等。查明高壓水在底板隔水層中的原始導高及其分布。查明第四系底部存在的古沖溝、剝蝕沖刷帶及其分布與展布規律。

3)查明采區或工作面范圍內頂底板隔水層厚度、岩性及其組合規律、穩定性、綜合阻抗水壓的能力及其所承受的實際水壓力。

4)根據工作面回採條件(采厚、采寬、推進速度、採煤方法)和岩石力學性質，計算分析回採過程和回採完成後對頂底板隔水層的破壞特性和破壞程度。計算分析在開采條件下頂底板隔水層的防護性能。

5)計算分析採掘過程中采區或工作面的涌水量、涌水特徵及其安全疏降水量，為工作面安全回採防治技術措施的制定提供依據。

7.2.2.3礦井水文地質探查工作的基本原則

1)礦井水文地質勘探工作應結合礦區的具體水文地質條件，針對礦井主要水文地質問題及水害類型，做到有的放矢。從區域著眼，立足礦區，把礦區水文地質條件和區域水文地質條件有機地結合起來進行統一、系統的勘探研究，確保區域控制、礦區查明。牢記地下水具有系統性和動態性的特點，實行動態勘探、動態監測和動態分析的礦井水文地質勘探理念。

2)在水文地質條件勘探方法的選擇上，應堅持重點突出、綜合配套的原則。在勘探工程的布置上，應立足於井上下相結合，采區和工作面應以井下勘探為主，配合適量的面勘探。對區域地下水系統，應以地面勘探為主，配合井下勘探。

3)無論是地面勘探還是井下勘探，都應把勘探工程的短期試驗研究和長期動態檢測有機地結合起來，達到勘探工程的整體空間控制和長期時間系列控制。應重視水文地質測繪和井上下簡易水文地質觀測與編錄等基礎工作，應把礦井地質工作與水文地質工作有效地結合起來。

4)地球物理勘探應著重於對地下水系統和構造的宏觀控制，鑽探應對重點區域進行定量分析並為專門水文地質試驗和防治工程提供條件和基礎信息，專門水文地質試驗(包括抽放水試驗、化學檢測、示蹤試驗、岩石力學性質試驗、突水因素監測試驗及其相關的計算分析)是定量研究和分析礦井水文地質條件的重要方法。

5)水文地質勘探工程的布置，應盡量構成對勘探區地質與水文地質有效控制的剖面，既控制地下水天然流場的補給、徑流、排泄條件，又要控制開采後地下水系統與流場可能發生的變化，特別是導水通道的形成與演化。

7.2.2.4礦井水文地質探查工作的技術與方法

水文地質條件探查是包括礦床水文地質在內的一切水文地質工作的重要基礎。常規的、傳統的水文地質條件探查工作是在相應的普查、初步勘探、詳細勘探階段或普查、詳查及精查階段進行的。澄合礦區自20世紀90年代中期以來，根據礦井安全生產的需要，在礦井水文地質條件探查方面發生了兩個大的轉變:一是研究對象從大到小，即從區域、礦區到采區、工作面的轉變;另一個是研究工作從地面到井下的轉變。這些轉變隨之而來的是探查內容的變化和相應的技術方法的變化。這些轉變的重點在於:一是探查工作從「宏觀」到「微觀」，即從面、區段到點上的變化，能從更精確、更深的水平和層次去研究和認識問題;二是從井上到井下的轉變，使得探查工作更具有專門的目的性和實用性，可以直接服務於煤礦井下生產且大大減少了勘探工程量。根據董家河煤礦的成功經驗，這些轉變和變化從某種意義上來說，是一次「質」的飛躍。

(1)礦區區域水文地質條件勘探

礦區水文地質條件勘探在礦井規劃和設計階段進行。根據該階段的勘探目的和任務，目前常用的、且已被證明有效的方法如下:

1)區域自然地理、地質與水文地質條件寫實分析方法。該項工作是進行礦區水文地質條件勘探最基本最前期的工作，是宏觀了解和認識區域水文地質條件的基本方法，也是選擇和實施專項水文地質勘探工程的依據。

2)化探方法。化學勘探方法主要是通過分析地下水的化學組成及其賦存和運移空間的地球化學環境信息而達到認識地下水補給、徑流和排泄條件的目的。主要方法有:①多元連通(示蹤)試驗技術與方法;②氧化還原電位技術與方法;③環境同位素技術與方法;④水化學宏量及微量組分分析技術與方法;⑤溶解氧分析技術方法;⑥水文地球化學模擬技術與方法。

3)地球物理勘探方法。地球物理勘探技術主要是根據對礦區不同岩土體組分的物性差異、電性差異、磁性差異、傳波性差異等的勘探和研究，進而達到研究和認識礦區地質結構、水文地質結構、主要構造的分布與特徵、地層的富水性與導水性的目的。常用的方法有:①微流速測定技術與方法;②礦井直流電法技術與方法;③頻率測探技術與方法;④瑞利波地震勘探技術與方法;⑤瞬變電磁法技術與方法;⑥槽波地震勘探技術與方法;⑦高分辨地震勘探技術與方法;⑧探地雷達技術與方法。

4)專門水文地質試驗技術方法。主要是通過人為地激勵或擾動地下水系統，並觀測地下水系統在不同激勵和擾動條件下的響應和變化，進而達到分析和研究含水層富水性、導水性、補給條件、不同含水層之間水力聯系、地質構造的導水性和隔水性等水文地質信息。在礦區區域水文地質條件勘探階段，常用的方法有:①單孔或群孔抽水試驗技術與方法;②大口徑鑽孔集中強力抽水試驗技術與方法;③地下水位動態觀測技術與方法;④鑽孔壓水試驗技術與方法;⑤鑽桿試驗技術與方法;⑥脈沖干擾技術與方法。

(2)礦井采區水文地質條件勘探

礦區水文地質條件勘探是為礦井開發規劃布局和礦井建設、正常安全生產提供水文地質依據，而礦井采區水文地質勘探則是為礦井建設、採掘、開拓的延深、礦井改擴建為目的。礦井水文地質條件勘探技術方法如下:

1)井巷地質、水文地質條件寫實分析。主要是對井下已經揭露的地質與水文地質現象進行觀察、測量、統計計算等分析研究，從而達到認識和了解水文地質條件的目的。方法有素描、攝影、構造與裂隙測量、地質統計等。

2)巷井化探方法。巷井化探是對礦井已經揭露的井下出水點的水化學組成，化學性質的基本特點及其隨時間變化規律的分析研究，達到認識突水點的水源、含水層的補給條件、主要含水層之間的水力聯系條件和導水通道的位置。方法有:①礦井水特徵化學指標監測技術方法;②礦井水化學快速檢測技術與方法;③井下突水水源示蹤試驗;④氧化還原電位技術方法;⑤環境同位素技術方法;⑥水化學宏量及微量組分分析技術與方法;⑦溶解氧分析技術方法;⑧水文地球化學模擬技術與方法。

3)礦井地球物理勘探方法。主要是利用井巷工程更加靠近地質和水文地質體的特點，在井下進行不同岩土組分的物理性差異、電位性差異、磁性差異、傳波性差異等的勘探和研究，進而達到研究和認識礦區地質構造、水文地質構造、主要構造的分布與特徵、地層的富水性與導水性的目的。主要方法有:①微流速測定技術與方法;②工作面直流電法技術與方法;③工作面頂底板頻率測探技術與方法;④瑞利波地震勘探技術與方法;⑤工作面抗透探測技術與方法;⑥槽波地震勘探技術與方法;⑦雷達超前探測技術與方法。

(3)水文地質「異常體」的勘探

特殊水文地質「異常體」通常是指隱蔽性強、局部性強、生成與分布的隨機性強、難以通過變化趨勢與規律預測法預知的導水通道。水文地質「異常體」往往是導致突發性礦井突水災害的核心因素。目前最常用的探查方法有:①遙感與信息處理技術;②高解析度三維地震技術與方法;③構造應力場模擬分析技術;④地面電法勘探技術;⑤隔水層(突水系數)分析技術;⑥槽波地震勘探技術與方法;⑦離子失蹤技術。

在運用上述技術方法對區域及礦井和工作面進行水文地質探查時，應根據具體條件和勘探要求選擇幾種經濟上合理、技術上先進、操作上方便的方法並使之有效地結合，以達到實現勘探工程的目的與任務。7

H. 水文地質調查工作的程序（工作步驟）

水文地質調查工作，應按一定的工作程序有計劃、有步驟地進行。一般的原則是：先設計後施工，先普查後勘探。一般的工作程序為：

1.接受調查任務

調查任務分為縱向任務（上級下達的）和橫向任務（地方委託的）。縱向任務既可以是上級主管部門下達的指令性任務，也可以是生產單位立項經上級主管部門批准後下達的任務。如為橫向任務，則需和任務委託單位（一般稱甲方）簽訂委託任務合同，方算正式確定調查任務。

2.准備工作

接受調查任務後，要進行准備工作，主要是人員組織准備、技術准備、物質後勤等方面的准備。其中技術准備中編寫設計書是水文地質人員的主要工作。在設計書編寫前，應充分收集調查區已有自然地理資料，地質水文地質資料及圖件等，對調查區的水文地質條件和問題有初步認識，並確定調查區的研究程度。必要時，應進行野外現場踏勘，踏勘路線應力求穿過調查區地層發育比較完整、水文地質條件有代表性的剖面，並了解調查區的自然和工作條件，使編寫的設計書更加符合實際。

設計書是布置和進行各項調查工作的基本依據，是水文地質調查的「作戰方案」。設計書的類型一般可分為整體設計、年度設計、單項設計等。設計書的主要內容為：

（1）調查區的自然地理、地質、水文地質條件，內容包括：①調查工作的目的、任務、調查區位置，面積及交通條件、調查階段和調查工作起止時間；②自然地理及經濟地理概況；③已有地質、水文地質研究程度及存在問題；④調查區地質、水文地質條件概述。

（2）調查工作設計，主要內容包括：①調查工作擬投入的工種、工作布置方案、工作依據的主要技術規范、工作量及每項工作的主要技術要求。布置調查工作時，既要滿足有關規范對工作量定額及工作精度的要求，又要考慮查清重要地段和完成關鍵任務，防止平均使用勘查工作量；②物質、設備計劃，人員組織分工、經費預算及施工進度計劃書；③預期調查工作成果。

3.野外工作

野外工作就是在野外現場進行各項水文地質調查工作。水文地質調查投入的工種順序為：水文地質測繪→物探→勘探→試驗→長期觀測。前者是後者的基礎，所揭示的問題也是逐步深入的。各工種投入的工作量，應根據具體條件，做到經濟技術上合理可行，又能取得高質量的成果。野外工作中，要保質保量地進行觀察、測量，做好原始資料的編錄，正確地繪制野外工作各種圖件。工作中應加強綜合分析，注意各工種間的有機配合，要注意做好有關室內的實驗、分析、鑒定等工作。野外工作期間，也可再分若干時段，按時段組織勘查、檢查和總結，在野外工作期間，可根據實際情況，對設計書作適當修改，但作重大改變，應提出補充設計。有關野外調查的工作方法和內容，將在以後有關章節進行介紹。

4.室內工作

室內工作主要是將野外調查獲得的資料，進行認真地校核、整理、分析，編寫水文地質調查工作成果。調查成果一般包括水文地質圖件和文字報告兩部分。

最後，按規定程序組織調查成果的驗收和鑒定工作。

小結

通過本章學習，應掌握以下重點內容：①水文地質勘查所使用的10種主要方法，掌握每種方法的應用和優缺點；②水文地質調查階段劃分：一般分為普查、詳查、勘探、開采四個階段；③水文地質調查工作的程序（工作步驟）：一般為：接受調查任務→准備工作→野外工作→室內工作→鑒定驗收。

復習思考題

1.水文地質調查的目的、任務是什麼？

2.進行水文地質調查工作有何意義？

3.水文地質調查工作有幾種類型？各有什麼特點？

4.水文地質調查方法手段有哪些？各有什麼特點和作用？

5.試比較水文地質測繪、水文地質鑽探、水文地質物探三種方法的優缺點？

6.水文地質試驗中最主要的試驗是哪種試驗？

7.什麼是「3S」技術？各有什麼作用？

8.為什麼要劃分水文地質調查階段？各行業（部門）水文地質調查階段是如何劃分的？

9.通常水文地質調查如何劃分調查階段？各階段的任務和要求是什麼？

10.水文地質調查工作的工作程序（工作步驟）是什麼？

I. 礦井水文地質工作探查的方法有幾種

（1）物探；（2）鑽探；（3）化探；（4）水文地質實驗等。