水文地质探查技术包括哪些

A. 矿井日常水文地质工作内容与技术要求

矿井日常水文地质工作是保证煤矿正常安全生产的一项重要技术基础工作。其基本任务包括：

1）开展矿井水文地质补充调查、补充勘探和水文地质观测；

2）为矿井采掘、开拓延伸提供水文地质资料或报告；

图1-8 系统开发工作流程图

3）在采掘工程中进行水害分析、预测和防探水。

（一）水文地质补充调查和观测

1.地面水文地质补充调查

包括气象资料搜集：降水量、蒸发量、气温、气压、相对湿度、风向、风速及其历年平均值和两极值；地貌调查：着重调查由开采引起的塌陷、人工湖等地貌变化；地质调查：第四系覆盖层、基岩露头，地质构造的形态、产状、性质、规模、破碎带等。其他还应调查的内容包括地表水体等。

2.地面水文地质观测

包括气象观测、地表水观测、地下水动态观测等。

3.井下水文地质观测

在开拓主要采区巷道时，应及时进行井下水文地质观测和编录，并绘制实测水文地质剖面图或展开图。

1）当巷道穿过含水层时，应详细描述其产状、厚度、岩性、构造、裂隙或岩溶的发育与充填情况，揭露点的位置及标高、出水形式、涌水量、水温等，并采取水样进行水质分析；

2）对断层和裂隙，应测定其产状、长度、宽度、数量、形状、尖灭情况、充填程度及充填物，观察地下水活动的痕迹，绘制裂隙玫瑰图，并选择有代表性的地段测定岩石的裂隙率；

3）对岩溶应观测其形态、发育情况、分布状况、有无充填物及充填物成分、充水状况等，并绘制岩溶素描图；

4）对褶曲应观测其形态、产状及破碎情况；

5）对突水点应详细观测记录突水的时间、地点、确切位置、出水层位、岩性、厚度、出水形式、围岩破坏情况等，并测定涌水量、水温、水质、含砂量等。同时观测附近的出水点和观测孔涌水量、水位的变化，并分析突水原因。主要突水点可作为动态观测点，并要编制卡片，附平面图和素描图。

4.矿井涌水量观测

1）矿井涌水量观测应分含水层、分采区、分主要出水点观测，每月观测不少于3次；

2）井下新的出水点在涌水量尚未稳定前应每天观测1次；

3）井下疏降孔涌水量和水压在稳定前每小时观测1次，稳定后正常观测。

（二）矿井水文地质基础资料和图纸

1.水文地质台账

矿井水文地质基础资料必须认真搜集整理、长期保存。为了使矿井水文地质基础资料系统化，应建立以下各类水文地质台账：

1）矿井涌水量观测成果台账；

2）气象资料台账；

3）地表水文观测成果台账；

4）钻孔水位及井泉动态观测台账；

5）抽（放）水试验成果台账；

6）矿井突水点卡片或台账；

7）井下水文地质钻孔台账；

8）水质分析成果台账；

9）矿区水源井（孔）台账；

10）封闭不良钻孔台账；

11）其他专门项目台账。

2.矿井必备的水文地质图纸

1）矿井充水性图；

2）矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图；

3）矿井综合水文地质图；

4）水文地质柱状图；

5）水文地质剖面图；

6）等水位线图等。

（三）工作面水害预测与防探水

应开展水害因素分析和水害预测工作，根据采掘接续计划，结合水文地质资料，全面分析水害因素，提出水害分析预报表及水害预测图；在采掘工程中对预报表、图进行检查、补充和修订，发现险情，应及时发出水害通知单，并采取预防措施。

1）采前应编制探放水设计，并预计涌水量，涌水量较大可能影响正常生产时，应采取相应措施；

2）防探底板突水：采掘前必须具备勘探或补充勘探资料，水文地质条件基本清楚；对可能发生的水害及其预防措施提出建议；预测有突水可能的危险区；预计最大涌水量；

3）防探断层水：应核准断层产状、位置，分析断层带的富（导）水性，并在平面图和剖面图上确定断层与工作面的空间几何关系；巷道通过导水或可能导水断层前，必须超前探水，并采取相应的防水措施；对与强含水层连通的导水断层，必须按规定留设防水煤柱；

4）为防止钻孔突水，应对采掘范围内穿越煤层顶、底板强含水层的钻孔进行核查，分析判定封孔质量；对封闭不良的钻孔应分别采取相应的预防措施。

（四）其他防治水措施

为了防治矿井开采过程中发生突水淹井事故，除建立上述矿井排水系统外还应当考虑以下防治水措施：

1）采区排水系统。对设计的下一个采区，要首先预计采区涌水量，建立采区水仓、泵房和排水管道。采区水仓、泵房和排水管道的设计应符合“煤矿安全规程”的要求。

2）矿井避水灾路线。在采掘作业规程中制定突水时的避水灾路线，并在避水灾路线上设置路标，定期进行撤退演习。在井下各采掘工作面即主要硐室、大巷等有人员工作的地点安装电话，井下电机车安装载波电话，并加强对通讯系统的维护和管理，保证在发生突水灾害时，可利用通讯系统实施迅速、有效的调度指挥。矿井应安装井下人员定位系统，使地面及时了解井下人员的实际情况。

B. 水文地质测绘的主要调查内容有哪些

《工程水文学》里面应该有你想要的答案。

C. 什么是水文地质测绘，其内容有那些

hydrogeological survey 为了解 水文地质条件的一种以地面观察测绘为主野外工作。 其工作内容是按一定的回路线和观察点对地貌答、 地质和水文地质现象进行详细观察记录，在综合分析有观察、测绘、勘察和试验等资料的基础上，编制测报告和 水文地质图。准备工作水文地质测绘是在已有的 地形底图和质图基础上进行的。

D. 水文地质勘查所使用的主要方法手段

进行水文地质调查所使用的基本方法手段或工种主要有10种：即水文地质测绘、水文地质钻探、水文地质物探、水文地质野外试验、地下水动态长期观测、室内分析测定与实验、同位素技术在水文地质调查中的应用、全球定位系统（GPS）的应用、遥感（RS）技术的应用、地理信息系统（GIS）的应用等。任何一项水文地质调查，基本上都是采用这些方法手段，通过这些方法手段的有机配合而组织起来的，这些方法手段（或工种）的精度直接决定了勘查成果的质量。近年来，航卫片地质水文地质解译、GPS技术、地理信息系统（GIS）、地下水同位素测试技术、核磁共振技术、水文地质参数的直接测定方法等新的技术方法已用于水文地质调查中，大大提高了水文地质调查的精度和工作效率。

1.水文地质测绘

水文地质测绘就是按一定的精度要求，对区内地质、水文地质界线和现象进行实地的观察、测量、描述、调查，并将它们绘制成图件，总结出一个地区的水文地质规律。水文地质测绘是认识一个地区水文地质条件的第一步，也是全部水文地质工作的基础。目前，航卫片解译等遥感技术，正广泛地成为水文地质测绘中的现代化有效手段。

2.水文地质钻探

水文地质钻探是勘探地下水的直接手段，同时，也是开采地下水的主要方法。由于它具有效率高、勘探深度大等特点，因而是一项主要的勘探工作。为了得到较好的效果，水文地质钻探必须建立在水文地质测绘等项工作的基础上。另外，在只需揭露近地表的地下水露头或与地下水有关联的一些地层、构造现象时，可直接使用坑、槽探。

3.水文地质物探

物探是水文地质勘探的重要手段之一，它与水文地质测绘和钻探相结合，可以有效地查明许多地质和水文地质问题，从而节省其他工种的工作量。需要着重说明，各种物探方法都有局限性，其结果具有多解性，使用中，应根据具体地质条件，进行分析、对比、综合研究，使解译结果真实的反映客观情况。水文地质工作中应用的主要物探方法有：电法、磁法、地震方法、放射性方法等，近年来，地质雷达、地球物理层析成像技术（CT）、核磁共振（NMR）等新技术、新方法也得到了广泛应用。

4.水文地质试验

在野外调查工作中，为取得各种水文地质参数或解决某些水文地质问题需进行相关的水文地质试验工作。水文地质野外试验主要包括：抽水试验、注水试验、渗水试验、地下水流速流向测定试验、连通试验、弥散试验等。根据调查工作需要，应合理布置这些试验。

5.地下水动态观测

由于地下水是变化的，为寻找其变化规律性，就需要对区内主要含水层中地下水的动态（包括水位、水量、水质、水温）进行长期的观测工作。依据观测结果，对区内地下水的形成和变化规律，水质、水量和水位进行正确地评价和预测。

6.室内实验、分析鉴定

实验室内实验、分析、鉴定等工作，主要是取得地下水质、岩石的水理学性质，岩石破坏及溶蚀机理，含水层的颗粒成分，地下水运动情况以及地下水年龄等资料。

7.同位素技术在水文地质调查中的应用

地下水在形成和运移过程中，各种化学组分的同位素成分都会进入水中，这些同位素踪迹便可为研究地下水及其与环境介质之间的关系提供重要信息。环境同位素能对地下水起着标记作用和记时作用。因此被广泛应用于水文地质调查工作中。目前在水文地质调查中应用同位素技术主要解决下列问题：①利用放射性环境同位素测定地下水年龄；②利用稳定环境同位素研究地下水的起源与形成过程；③利用放射性环境同位素研究包气带水的运动；④利用环境稳定同位素研究水中化学组分的来源；⑤利用放射性同位素示踪研究地下水运动及水文地质过程。

8.全球定位系统（GPS）技术的应用

全球定位系统（Global Positioning system，简写为GPS），也称全球卫星定位系统。GPS具有全球性、全天候、连续的三维测速、导航、定位与授时能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性。目前，GPS已成为一种全天候、高精度的连续定位系统，且具有定位精度高、自动化、速度快、仪器操作简便、高效实用、方法灵活多样等特点。近十几年来，GPS在水文地质工程地质领域也得到了广泛应用。

GPS在水文地质工作中主要用于以下几个方面：①确定各种地质点（地质构造、地貌、第四纪地质、岩性点、采样点等）的位置及坐标（或经度、纬度），并可确定其走向或倾向；②确定井孔、泉、地下暗河等各种水文地质点的位置及坐标；③确定各类地质点及井、孔、泉水等水文地质点的高程；④确定各类地质点、水文地质点之间的距离；⑤地图功能、导航功能等；⑥确定勘探线方向或水文地质剖面线的方位；⑦查找地图上有关信息点、兴趣点；⑧数据存储、记忆功能，可建立数据库，并对数据进行下载和转换等。

9.遥感（RS）技术在水文地质调查中的应用

遥感（Remote Sensing，简称RS）就是“遥远的感知”，它是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特征记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。换言之，遥感技术是根据电磁波理论，用装置在飞机或人造卫星等各种飞行器上的专门仪器，接收地面上各种地质体发射或反射的各种波谱信息，由于不同的地质—水文地质体发射、吸收、反射、散射和透射的电磁波波长和频率不同，从而解译判定出被测地区的地貌、地质、水文地质条件，并可绘制成各种图件。其特点是调查面积大，周期快，应用面广，在提高调查质量，加快调查进度、减少测绘和勘探工作量，减轻体力劳动等方面独具优越性。

遥感技术（RS）有许多种类，目前在水文地质调查中常用的是航空摄影、红外探测和多波段测量。利用航空照片可以解译含水层和含水构造，查明区域水文地质条件，圈定富水地段，划分汇水面积等。红外遥感技术在寻找浅层地下水方面（如寻找古河道，找出地下水露头的位置、大小、数量、探测地下热水，研究岩溶区的水文地质条件等）具有良好效果。利用地球卫星图像可对地球资源进行调查和进行环境监测，可解译出区域的地貌形态、地层岩性及地质构造，同时还可圈定冲积含水层，寻找泉及地下水溢出带、浅层地下水分布区，以及用于调查地表水资源和监测环境污染等。

10.地理信息系统（GIS）在水文地质调查中的应用

地理信息系统（Geographical Information System，简写为GIS），是对各种地理信息或空间信息进行获取、处理、分析和应用的计算机技术系统。

地理信息系统（GIS）已开始用于地下水研究中。地理信息系统（GIS）在水文地质调查中的应用主要有以下几个方面：①建立地下水数据库及模拟系统。②识别含水层，合理开发利用地下水资源。③进行地下水水质研究。④进行地下水资源管理。⑤编制水文地质图。⑥地下水模拟及可视化。

全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS），简称“3S”技术。“3S”技术是从20世纪60年代逐渐发展起来的、现已日渐成熟的空间信息处理技术。由于“3S”技术的日渐成熟，澳大利亚、美国、加拿大等国20世纪80年代就已开始运用“3S”技术进行数字化地质填图，从而实现了地质填图的计算机化和信息化，极大地提高了工作效率。我国数字化地质填图工作起步于20世纪90年代。目前，以“3S”技术为基础的数字化地质填图，正在地质、水文地质调查工作中逐步推广应用。

E. 矿山水文地质调查内容有哪些

压球机来 水文地质调查自是在已有的矿床水文地质资料，结合矿山建设和生产过程中出现的实际问题，进行的与岩土稳定性有关的水文条件调查与分析。主要内容如下：（1） 矿区内地下水的类型：包括按含水空隙条件的分类（孔隙水、裂隙水或岩溶水）和按埋藏条件的分类（上层滞水、潜水或承压水）。（2） 矿区水文地质结构类型：按含水体和隔水体所呈现的空间分布和组合形式以及含水体的水动力特征所划分的类型，包括统一含水体结构、层状含水体结构、脉状含水体结构和管道含水体结构。（3） 不同水文地质结构中的水动力特征：包括不同水文地质结构的补给、径流、排泄条件及富水特征，相互之间或与地表水体有无水利联系等。（4） 含水层、隔水层、矿体之间的相互关系。（5） 水文地质钻孔的封堵质量。（6） 坑道、露天采场涌水量及其变化规律：包括季节性变化和随着开采的进展，涌水量和潜水位（或测压水位）的变化。（7） 排水疏干对地表沉降的影响程度。（8） 帷幕注浆堵水效果评价。

F. 水文地质调查

美国水文地质调查经历了一百多年的发展，在该领域长期居于国际领先地位，影响和引导了国际水文地质学的发展方向。表6-1列出了美国不同发展阶段的经济社会特征和水文地质发展特点。美国地质调查局(USGS)始终把地下水资源评价作为优先开展的重点工作。早期在一些地区进行的地下水调查工作成为全国地下水调查的起点，例如Darton在中部大平原的地下水调查、Mendenhall在加利福尼亚州洛杉矶地区的地下水调查^［1］。Meinzer自1923年开始陆续出版了一系列报告，首次对全国地下水资源进行了定性评估。20世纪30年代至60年代中期，USGS以州为单位先后对各个州的地下水资源进行了调查，采用均衡法对各个州的地下水资源进行了初步估算。20世纪70年代USGS对全国21个区域开展了水文地质调查和地下水评价工作，在对区域地质、水文地质条件调查和地下水区划的基础上，对地下水补给、地下水排泄等地下水均衡要素进行了估算，提出了地下水优化管理的对策。1978年USGS启动了“区域含水层系统分析项目(RASA)”。RASA项目历时近20年，调查和研究了全国28个以流域为单元的含水层系统。该项目采用三维有限差分地下水流数值模型，通过模拟地下水开发前后地下水的动态变化，确定了地下水补给、排泄和均衡要素的变化，使地下水资源的评价精度得到显著提升。以RASA项目成果为基础，从1990年到2000年先后编制出版了各个含水层系统的地下水图集。美国地下水图集采用不同的比例尺(1∶250万～1∶10万)集中展示了地下水调查和研究成果。继区域含水层系统分析项目(RASA)之后，USGS于1998年启动了新一轮地下水资源调查———地下水资源计划(GWRP)，调查的范围从过去的以州为单位改变为整个含水层系统、水文系统、生态环境系统，所面对的问题由当前的问题转向长期的水资源可持续利用问题^［2］。随着人们改善和保护生态环境的意识不断增强，水文地质工作开始由过去的以资源为重逐渐转变为资源和环境并重，近年来日益重视地下水的生态作用。1992年，美国颁布了《国家地质填图法》，设立了以美国地质调查局为主导的全国合作地质填图计划(NCGMP)，将全国的地质填图工作统一起来。水文地质属于地质填图计划的重要内容之一，主要任务是通过1∶2.4万比例尺为主的水文地质调查，建立地下水运动的三维地质框架。全国合作地质填图计划(2007～2011年)确定，到2010年所建三维地质框架将覆盖美国含水层的12%。

英国的水文地质调查研究水平较高，1∶5万比例尺新一轮工作完成了国土面积的65%以上。在城市填图中根据具体城市发展和建设的需要进行专门填图。法国开展了1∶5万比例尺水文地质填图，进行了地下水污染的调查研究工作，开展了全国范围地下水氮化物和亚硝酸盐的调查工作，建立了法国地下水资源水质数据库。印度完成了大部分国土1∶5万或1∶6.3万比例尺的系统填图，1994年开始进行第二轮地质填图，重点是资源环境保障程度方面的调查。日本在完成本土水文地质填图的同时，进行了列岛及其周围海域地质调查。日本特别重视地下水资源的开发利用和保护工作，每5年开展一次水质调查。

表6-1 美国不同经济社会发展阶段的水文地质调查发展特点

综合学科本身、实践应用、发展驱动力以及与社会的关系四个方面，国际水文地质调查可能将呈现以下几个趋势:

(1)资源和环境、生态并重的地下水资源可持续管理是水文地质学的重要应用研究主题。地下水管理既要保障社会稳定的水供给，又要不影响未来长远的水资源利用，避免可利用地下水资源在数量和质量上大幅度降低。这项重要的主题包括很多内容，例如地表水和地下水的联合调蓄和协调开发;地下水含水层获得补给的途径和机制;近河岸带和生物栖息地地下水水质保护，恢复由于人类影响而退化的地下水含水层;影响地下水资源利用和分配的社会-经济规律和管理模式;地下水疏干区的定量跟踪和调控;岩溶含水层和基岩裂隙水的保护性开发等。

(2)近地表水文地质过程成为水文地质学与其他学科交叉渗透的重要理论研究主题。近地表地质圈包括土壤、包气带、浅层地下水、生物栖息地、湿地、河溪下层区和农业用地等。包气带是介于潜水面和地表之间的多孔介质，化学风化、有机质分解、氮素固定等其他化学物质循环过程均发生在包气带，也是地下水补给、污染物向地下水运移的必经之路。湿地和河溪下层区是水生生态环境向陆地生态环境的过渡区，是生物地球化学、生态学和水文地质学的交叉领域。农田是深受人类活动影响的生物栖息地。以前灌溉工作者所采取的措施集中于局域尺度。因此，灌溉农业管理应从区域水文地质系统的尺度着手，而实现这一目标需要水文地质学与土壤学、地貌学、农学、生态学进行交叉渗透^［3］。

(3)利用新技术进行地下水监测、调查和研究成为水文地质学技术方法发展的重要主题。无论是对水文地质系统进行更加完善的管理和调控，还是及时发现和预测社会经济活动对水文地质系统所产生的不良后果，都需要对水文地质要素进行长期准确的监测。水文地质要素动态监测网的优化设计和自动化实时监测技术的发展，是地下水调查和研究的重要基础设施。同位素技术和遥感技术将继续发展，越来越多地用于地下水调查和研究。基于GIS的模型技术将进一步推动水文地质系统的定量化研究，成为水文地质工作的重要工具。

(4)水文地质系统微生物研究和海洋水文地质研究成为水文地质学自身发展的重要前沿领域。已有的研究成果表明，在化学风化、土壤形成、石油沉积、物质循环等水文地质过程中，微生物有着不容忽视的作用。然而关于微生物作用的机理至今尚不清楚。目前，微生物在用于治理土壤和地下水有机污染方面显示出了广阔的前景。海洋水文地质是一个新兴的研究领域，其主要目的在于更多地了解海洋海底岩层中的流体-岩石作用机制，揭示地壳作用机理，目前尚处在探索阶段。

G. 矿区水文地质物探

7.2.2.1区域水文地质探查的任务及目的

矿井开采前所进行的区域水文地质勘探的主要任务和目的如下:

1)查明和控制矿区区域水文地质条件，确定矿区所处的水文地质单元的位置，详细查明矿区发育的含水层及各个含水层的地下水补给、径流、排泄条件，区域地下水对矿区的补给关系，矿区地表水系及气象因素与地下水的相互关系及相互影响。

2)详细查明矿区含(隔)水层的岩性、厚度、产状、分布范围、边界条件、埋藏条件，含水层的富水性，矿床与顶底板含水层之间隔水层的厚度及稳定性。着重查明矿区主要充水含水层的富水性、渗透性、水位、水质、水温、动态变化及地下水流场的基本特征，特别是要查明矿床顶底板隔水层所承受的静水压力，确定矿区水文地质单元的边界及其水文地质性质。

3)详细查明矿区和附近对矿井充水有较大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、沟通各含水层及地表水之间的相互补给关系的程度，分析构造破碎带及其可能诱发的突水地段，提出开采中对构造水的防治方案原则性建议。

4)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、流速及其季节性动态变化规律，历史上出现的最高洪水位、洪峰流量及淹没范围。详细查明地表水对井巷可能的充水方式、地段和强度，并分析论证其对矿床开采的影响，提出开采过程中对地表水的防治方案原则性建议。

5)在水文地质条件勘探的基础上，应根据矿井采掘条件和矿井采掘规划，建立矿井涌水量预测预报模型，选择合适矿井水文地质条件的涌水量预测方法和计算方法，对全矿矿井涌水量和分水平、采区涌水量进行预测计算。在条件允许时，还应对矿井可能形成的突水水量进行分析评估，为矿井防排水系统和能力设计提供基础资料。

7.2.2.2采区或工作面水文地质勘探的任务和目的

矿井开采过程中所进行的采区或工作面水文地质勘探的主要任务和目的如下:

1)查明采区或工作面范围内富水性、补给条件及其重点富含水区段的分布规律及其控制因素。

2)查明采区或工作面范围内存在的小规模隐伏导水构造，如断层、裂隙发育带、喀斯特陷落柱等。查明高压水在底板隔水层中的原始导高及其分布。查明第四系底部存在的古冲沟、剥蚀冲刷带及其分布与展布规律。

3)查明采区或工作面范围内顶底板隔水层厚度、岩性及其组合规律、稳定性、综合阻抗水压的能力及其所承受的实际水压力。

4)根据工作面回采条件(采厚、采宽、推进速度、采煤方法)和岩石力学性质，计算分析回采过程和回采完成后对顶底板隔水层的破坏特性和破坏程度。计算分析在开采条件下顶底板隔水层的防护性能。

5)计算分析采掘过程中采区或工作面的涌水量、涌水特征及其安全疏降水量，为工作面安全回采防治技术措施的制定提供依据。

7.2.2.3矿井水文地质探查工作的基本原则

1)矿井水文地质勘探工作应结合矿区的具体水文地质条件，针对矿井主要水文地质问题及水害类型，做到有的放矢。从区域着眼，立足矿区，把矿区水文地质条件和区域水文地质条件有机地结合起来进行统一、系统的勘探研究，确保区域控制、矿区查明。牢记地下水具有系统性和动态性的特点，实行动态勘探、动态监测和动态分析的矿井水文地质勘探理念。

2)在水文地质条件勘探方法的选择上，应坚持重点突出、综合配套的原则。在勘探工程的布置上，应立足于井上下相结合，采区和工作面应以井下勘探为主，配合适量的面勘探。对区域地下水系统，应以地面勘探为主，配合井下勘探。

3)无论是地面勘探还是井下勘探，都应把勘探工程的短期试验研究和长期动态检测有机地结合起来，达到勘探工程的整体空间控制和长期时间系列控制。应重视水文地质测绘和井上下简易水文地质观测与编录等基础工作，应把矿井地质工作与水文地质工作有效地结合起来。

4)地球物理勘探应着重于对地下水系统和构造的宏观控制，钻探应对重点区域进行定量分析并为专门水文地质试验和防治工程提供条件和基础信息，专门水文地质试验(包括抽放水试验、化学检测、示踪试验、岩石力学性质试验、突水因素监测试验及其相关的计算分析)是定量研究和分析矿井水文地质条件的重要方法。

5)水文地质勘探工程的布置，应尽量构成对勘探区地质与水文地质有效控制的剖面，既控制地下水天然流场的补给、径流、排泄条件，又要控制开采后地下水系统与流场可能发生的变化，特别是导水通道的形成与演化。

7.2.2.4矿井水文地质探查工作的技术与方法

水文地质条件探查是包括矿床水文地质在内的一切水文地质工作的重要基础。常规的、传统的水文地质条件探查工作是在相应的普查、初步勘探、详细勘探阶段或普查、详查及精查阶段进行的。澄合矿区自20世纪90年代中期以来，根据矿井安全生产的需要，在矿井水文地质条件探查方面发生了两个大的转变:一是研究对象从大到小，即从区域、矿区到采区、工作面的转变;另一个是研究工作从地面到井下的转变。这些转变随之而来的是探查内容的变化和相应的技术方法的变化。这些转变的重点在于:一是探查工作从“宏观”到“微观”，即从面、区段到点上的变化，能从更精确、更深的水平和层次去研究和认识问题;二是从井上到井下的转变，使得探查工作更具有专门的目的性和实用性，可以直接服务于煤矿井下生产且大大减少了勘探工程量。根据董家河煤矿的成功经验，这些转变和变化从某种意义上来说，是一次“质”的飞跃。

(1)矿区区域水文地质条件勘探

矿区水文地质条件勘探在矿井规划和设计阶段进行。根据该阶段的勘探目的和任务，目前常用的、且已被证明有效的方法如下:

1)区域自然地理、地质与水文地质条件写实分析方法。该项工作是进行矿区水文地质条件勘探最基本最前期的工作，是宏观了解和认识区域水文地质条件的基本方法，也是选择和实施专项水文地质勘探工程的依据。

2)化探方法。化学勘探方法主要是通过分析地下水的化学组成及其赋存和运移空间的地球化学环境信息而达到认识地下水补给、径流和排泄条件的目的。主要方法有:①多元连通(示踪)试验技术与方法;②氧化还原电位技术与方法;③环境同位素技术与方法;④水化学宏量及微量组分分析技术与方法;⑤溶解氧分析技术方法;⑥水文地球化学模拟技术与方法。

3)地球物理勘探方法。地球物理勘探技术主要是根据对矿区不同岩土体组分的物性差异、电性差异、磁性差异、传波性差异等的勘探和研究，进而达到研究和认识矿区地质结构、水文地质结构、主要构造的分布与特征、地层的富水性与导水性的目的。常用的方法有:①微流速测定技术与方法;②矿井直流电法技术与方法;③频率测探技术与方法;④瑞利波地震勘探技术与方法;⑤瞬变电磁法技术与方法;⑥槽波地震勘探技术与方法;⑦高分辨地震勘探技术与方法;⑧探地雷达技术与方法。

4)专门水文地质试验技术方法。主要是通过人为地激励或扰动地下水系统，并观测地下水系统在不同激励和扰动条件下的响应和变化，进而达到分析和研究含水层富水性、导水性、补给条件、不同含水层之间水力联系、地质构造的导水性和隔水性等水文地质信息。在矿区区域水文地质条件勘探阶段，常用的方法有:①单孔或群孔抽水试验技术与方法;②大口径钻孔集中强力抽水试验技术与方法;③地下水位动态观测技术与方法;④钻孔压水试验技术与方法;⑤钻杆试验技术与方法;⑥脉冲干扰技术与方法。

(2)矿井采区水文地质条件勘探

矿区水文地质条件勘探是为矿井开发规划布局和矿井建设、正常安全生产提供水文地质依据，而矿井采区水文地质勘探则是为矿井建设、采掘、开拓的延深、矿井改扩建为目的。矿井水文地质条件勘探技术方法如下:

1)井巷地质、水文地质条件写实分析。主要是对井下已经揭露的地质与水文地质现象进行观察、测量、统计计算等分析研究，从而达到认识和了解水文地质条件的目的。方法有素描、摄影、构造与裂隙测量、地质统计等。

2)巷井化探方法。巷井化探是对矿井已经揭露的井下出水点的水化学组成，化学性质的基本特点及其随时间变化规律的分析研究，达到认识突水点的水源、含水层的补给条件、主要含水层之间的水力联系条件和导水通道的位置。方法有:①矿井水特征化学指标监测技术方法;②矿井水化学快速检测技术与方法;③井下突水水源示踪试验;④氧化还原电位技术方法;⑤环境同位素技术方法;⑥水化学宏量及微量组分分析技术与方法;⑦溶解氧分析技术方法;⑧水文地球化学模拟技术与方法。

3)矿井地球物理勘探方法。主要是利用井巷工程更加靠近地质和水文地质体的特点，在井下进行不同岩土组分的物理性差异、电位性差异、磁性差异、传波性差异等的勘探和研究，进而达到研究和认识矿区地质构造、水文地质构造、主要构造的分布与特征、地层的富水性与导水性的目的。主要方法有:①微流速测定技术与方法;②工作面直流电法技术与方法;③工作面顶底板频率测探技术与方法;④瑞利波地震勘探技术与方法;⑤工作面抗透探测技术与方法;⑥槽波地震勘探技术与方法;⑦雷达超前探测技术与方法。

(3)水文地质“异常体”的勘探

特殊水文地质“异常体”通常是指隐蔽性强、局部性强、生成与分布的随机性强、难以通过变化趋势与规律预测法预知的导水通道。水文地质“异常体”往往是导致突发性矿井突水灾害的核心因素。目前最常用的探查方法有:①遥感与信息处理技术;②高分辨率三维地震技术与方法;③构造应力场模拟分析技术;④地面电法勘探技术;⑤隔水层(突水系数)分析技术;⑥槽波地震勘探技术与方法;⑦离子失踪技术。

在运用上述技术方法对区域及矿井和工作面进行水文地质探查时，应根据具体条件和勘探要求选择几种经济上合理、技术上先进、操作上方便的方法并使之有效地结合，以达到实现勘探工程的目的与任务。7

H. 水文地质调查工作的程序（工作步骤）

水文地质调查工作，应按一定的工作程序有计划、有步骤地进行。一般的原则是：先设计后施工，先普查后勘探。一般的工作程序为：

1.接受调查任务

调查任务分为纵向任务（上级下达的）和横向任务（地方委托的）。纵向任务既可以是上级主管部门下达的指令性任务，也可以是生产单位立项经上级主管部门批准后下达的任务。如为横向任务，则需和任务委托单位（一般称甲方）签订委托任务合同，方算正式确定调查任务。

2.准备工作

接受调查任务后，要进行准备工作，主要是人员组织准备、技术准备、物质后勤等方面的准备。其中技术准备中编写设计书是水文地质人员的主要工作。在设计书编写前，应充分收集调查区已有自然地理资料，地质水文地质资料及图件等，对调查区的水文地质条件和问题有初步认识，并确定调查区的研究程度。必要时，应进行野外现场踏勘，踏勘路线应力求穿过调查区地层发育比较完整、水文地质条件有代表性的剖面，并了解调查区的自然和工作条件，使编写的设计书更加符合实际。

设计书是布置和进行各项调查工作的基本依据，是水文地质调查的“作战方案”。设计书的类型一般可分为整体设计、年度设计、单项设计等。设计书的主要内容为：

（1）调查区的自然地理、地质、水文地质条件，内容包括：①调查工作的目的、任务、调查区位置，面积及交通条件、调查阶段和调查工作起止时间；②自然地理及经济地理概况；③已有地质、水文地质研究程度及存在问题；④调查区地质、水文地质条件概述。

（2）调查工作设计，主要内容包括：①调查工作拟投入的工种、工作布置方案、工作依据的主要技术规范、工作量及每项工作的主要技术要求。布置调查工作时，既要满足有关规范对工作量定额及工作精度的要求，又要考虑查清重要地段和完成关键任务，防止平均使用勘查工作量；②物质、设备计划，人员组织分工、经费预算及施工进度计划书；③预期调查工作成果。

3.野外工作

野外工作就是在野外现场进行各项水文地质调查工作。水文地质调查投入的工种顺序为：水文地质测绘→物探→勘探→试验→长期观测。前者是后者的基础，所揭示的问题也是逐步深入的。各工种投入的工作量，应根据具体条件，做到经济技术上合理可行，又能取得高质量的成果。野外工作中，要保质保量地进行观察、测量，做好原始资料的编录，正确地绘制野外工作各种图件。工作中应加强综合分析，注意各工种间的有机配合，要注意做好有关室内的实验、分析、鉴定等工作。野外工作期间，也可再分若干时段，按时段组织勘查、检查和总结，在野外工作期间，可根据实际情况，对设计书作适当修改，但作重大改变，应提出补充设计。有关野外调查的工作方法和内容，将在以后有关章节进行介绍。

4.室内工作

室内工作主要是将野外调查获得的资料，进行认真地校核、整理、分析，编写水文地质调查工作成果。调查成果一般包括水文地质图件和文字报告两部分。

最后，按规定程序组织调查成果的验收和鉴定工作。

小结

通过本章学习，应掌握以下重点内容：①水文地质勘查所使用的10种主要方法，掌握每种方法的应用和优缺点；②水文地质调查阶段划分：一般分为普查、详查、勘探、开采四个阶段；③水文地质调查工作的程序（工作步骤）：一般为：接受调查任务→准备工作→野外工作→室内工作→鉴定验收。

复习思考题

1.水文地质调查的目的、任务是什么？

2.进行水文地质调查工作有何意义？

3.水文地质调查工作有几种类型？各有什么特点？

4.水文地质调查方法手段有哪些？各有什么特点和作用？

5.试比较水文地质测绘、水文地质钻探、水文地质物探三种方法的优缺点？

6.水文地质试验中最主要的试验是哪种试验？

7.什么是“3S”技术？各有什么作用？

8.为什么要划分水文地质调查阶段？各行业（部门）水文地质调查阶段是如何划分的？

9.通常水文地质调查如何划分调查阶段？各阶段的任务和要求是什么？

10.水文地质调查工作的工作程序（工作步骤）是什么？

I. 矿井水文地质工作探查的方法有几种

（1）物探；（2）钻探；（3）化探；（4）水文地质实验等。