中圖分類號:F407.1 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著我國國民經濟的迅速發展,國家對礦產資源的需求日益增加,尤其是對稀有礦產資源的需求顯得更為緊急,所以,我們國家在近幾年來加大了對地質找礦的力度和投入,主要表現在以下兩個方面:一方面國家加大了對地質找礦的投入和力度,另一方面還挖掘了民間企業對地質找礦的投入和力度。
一、水文地質鉆探的優點
水文地質鉆探是礦區水文地質勘查中最基本的勘探手段,也是主要而可靠的手段,具有其它勘查方法不可替代的優點,主要體現在以下幾方面:
(一)、水文地質鉆探可以確定各含水層之間及含水層與地表水體之間的水力聯系;
(二)、水文地質鉆探可以實現地下水位動態觀測;
(三)、水文地質鉆探可以用做抽水試驗,測定各含水層的水文地質參數;
(四)、水文地質鉆探可直接揭露地下水\\(含水層\\),能夠確定含水層的埋藏深度、厚度、巖性、空隙率和分布狀況;
(五)、水文地質鉆探可以取水樣做水質分析。
二、水文地質鉆孔的基本類型
根據鉆孔在地質勘查中所肩負的主要任務不同,可將水文地質孔分為五類:勘探孔、試驗孔、觀測孔、開采孔和探放水孔。
(一)、勘探孔通常只在小、中比例尺的區域水文地質普查中布置,一般要通過鉆探取心進行地層描述和進行簡易水文地質觀測,但不進行抽水試驗。主要用于了解礦區地質和水文地質情況,如地層的巖性、構造、含水層數、厚度、埋深和結構等
(二)、試驗孔在各種比例尺的水文地質普查與勘探中布置,一般要進行單孔穩定流抽水試驗,必要時要進行多\\(群\\)孔非穩定流抽水試驗,以獲取不同要求的水文地質參數,評價與計算地下水資源。主要用于抽水試驗,同時也可用于了解水文地質情況
(三)、觀測孔有抽水試驗觀測孔和長期觀測孔\\(簡稱長觀孔\\)兩種,通常只在大、中比例尺的水文地質勘探中布置。主要用于指定層段抽水試驗時地下水位觀測和地下水長期動態觀測,同時了解水文地質條件或采取水樣、巖樣
(四)、開采孔在各種比例尺的水文地質普查與勘探中均會遇到。主要用于地下水開采或礦區地下水水位疏降。鉆孔結構應滿足一定的水量、水質要求。
(五)、探放水孔主要用于探明掘進巷道前方一定距離內的水文地質條件,或用于礦井地下水疏降、井下水文地質試驗等。探放水孔多在井下施工,也可由地面施工。利用井下鉆探進行勘探,不僅針對性強、可節省鉆探進尺,而且可以擴大勘探空間,增強時空效果。
三、水文地質鉆孔的布置原則
水文地質勘探鉆孔的布置,必須符合經濟與技術要求,即用最少的工程量、最低的成本、最短的時間,獲得質量最高、數量最多的水文地質資料。具體要求如下:
(一)、水文地質勘探設計前,必須充分收集已有的地質、水文地質和物探資料,在掌握水文地質條件的基礎上,把設計鉆孔重點放在未查清的地段上;
(二)、根據不同目的\\(供水、礦區防治水等\\)和水文地質勘探的階段\\(普查、詳查、精查\\)進行勘探設計,布置水文地質鉆孔;
(三)、對控制水文地質條件的鉆孔應先疏后密、點線結合、深淺結合;
(四)、水文地質鉆孔應以探為主,在查明水文地質條件的基礎上應盡量做到一孔多用,如用于供水、排水疏干及長期觀測等;(五)可根據施工中出現的新情況或獲得的新資料,對原設計方案進行必要的修改和調整。
四、水文地質鉆孔的結構設計
水文地質鉆孔的孔身結構包括孔深、孔徑\\(開孔與終孔\\)、井管直徑等。設計鉆孔結構時,還要考慮鉆孔類型、預計出水量、井管和過濾器的類型等。
(一)、孔深的確定鉆孔的深度應根據鉆孔的目的要求、地質條件,并結合鉆探技術條件來確定。
(二)、孔徑的確定孔徑的大小取決于鉆孔的類型、鉆孔的結構、抽水設備及對鉆孔出水量大小的要求??讖皆O計的內容包括開孔直徑、終孔直徑和變徑尺寸的確定。
1、終孔直徑的確定
終孔直徑的大小,主要取決于預計鉆孔的出水量、過濾器的尺寸和抽水設備的類型等。根據有關試驗資料證明,鉆孔涌水量是隨著鉆孔直徑的增加而增加的,但增加到一定數值后,當孔徑繼續增大時,鉆孔出水量增加的數量會逐漸減少,甚至不再增加。
2、確定變徑的深度和尺寸
根據已確定的終孔直徑,再按預計要求隔離的含水層個數及止水方法、部位和要求,并考慮孔壁的穩定程度等多種因素,來確定鉆孔變徑與否、變徑的深度和變徑尺寸,以及下套管的深度和直徑。
3、確定開孔直徑
根據已確定的終孔直徑、變徑次數和尺寸,自下而上逐級推定開孔直徑。開孔孔徑除滿足孔內最大一級過濾管和填料厚度的要求外,還應滿足在鉆孔中的淺部松散覆蓋層和基巖破碎帶下入護壁管的要求。供水孔還應考慮所用抽水設備的外部尺寸的要求。因此,一般水文地質鉆孔的開孔直徑都大于終孔直徑。
五、過濾器的設計
過濾器是指安裝在鉆孔中含水段的一種帶孔的井管。它的作用是保證含水層中的地下水順利地進入井管中,同時防止井壁坍塌及含水層的細粒物質進入井中而造成井孔淤塞。
六、鉆孔水文地質觀測
鉆孔簡易水文地質觀測是在鉆進過程中觀測和及時詳細記錄與水文地質有關的資料,內容包括鉆孔中水位的變化、沖洗液的消耗和漏失情況、涌水位置和涌水量、水溫的異常以及遇溶洞、老巷、大裂隙、流砂與鉆具突然掉落的層位和深度。
(一)、水位觀測
在以清水為沖洗液的鉆孔中,每回次至少測量水位一次。每觀測回次中,應在提鉆后、下鉆前各測水位一次,間隔時間要大于5min。如果遇到嚴重漏水、涌水的層段應進行穩定或近似穩定水位的觀測。而以泥漿為沖洗液的鉆孔一般不進行水位測量。
(二)、沖洗液消耗量觀測
沖洗液消耗量的變化最能說明巖層透水性的變化,當鉆孔揭露強透水或含水層時,將出現沖洗液大量消耗而發生漏失現象,這種情況應每10-30min觀測一次消耗量,沖洗液全部漏失時,應開大水泵測定最大漏失量并記錄漏失起、止深度,提鉆檢查取出的巖心是否存在松散、孔隙、裂隙、溶隙、節理發育等現象,結合水文地質情況,判斷地層類型屬于含水層、漏失層或原漏失孔段再次漏失。
六、結束語
水文地質鉆探是水文地質勘查工作中最基本的勘探手段,也是主要的、可靠的手段,具有其它勘查方法不可替代的優點。做好水文地質鉆孔的布置、結構設計和水文地質觀測工作將有利于提高水文地質堪查報告的質量,為礦井水害防治和開發利用地下水提供寶貴的水文地質依據。