第一章煤田水文地质.ppt

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煤田水文地质一、煤田水文地质概述一、煤田水文地质概述地下水资源调查的目的地下水资源调查又称水文地质调查，其目的是通过一系列的现场观测、勘探、试验以及室内实验研究，1）查明地下水的形成、赋存和运移特征；2）查明地下水水量、水质的变化规律；3）为地下水资源评价、开发利用、管理与保护以及环境问题防治提供所需的资料。

1.煤田水文地质的目的与任务地下水资源调查的任务主要有4项：

1）查明地下水的赋存条件包括地下水含水介质特征及埋藏分布情况。

为了查明地下水的赋存条件，必须对区域地质结构、地层岩性、地貌、水文、植被等进行调查，从而为地下水系统的圈定及开采层的确定提供基础性资料。

1.煤田水文地质的目的与任务地下水资源调查的任务2）查明地下水的运动特征地下水的水质、水量在不断发生变化，而产生这种变化的原因是地下水的补、径、排条件的变化。

因此，水文地质调查应查明地下水的补给、径流和排泄条件及渗流参数，为地下水资源定量评价和开采设计提供水文地质资料。

1.煤田水文地质的目的与任务地下水资源调查的任务3）查明地下水的动态特征地下水的水位、水量、水温和水质水位、水量、水温和水质等随时间在发生不断变化，这种变化既可以由天然因素引起，也可以有人为因素引起。

因此，水文地质调查应查明地下水的水位、水量、水温和水质等随时间变化的规律及规律及其控制因素其控制因素，为地下水资源开发利用、管理和保护提供资料。

1.煤田水文地质的目的与任务地下水资源调查的任务4）查明地下水的水文地球化学特征地下水的化学成分是进行水质评价、确定其利用价值的依据，也可以帮助分析地下水的形成条件及运动特征。

因此，水文地质调查应包括地下水和地表水的化学成分，为地下水水质评价、地下水的形成条件及运动特征提供资料。

1.煤田水文地质的目的与任务煤矿区水文地质勘查现状进入新世纪以来,随着我国国民经济的快速发展,对能源的需求大幅增长,但煤田水文地质工作没引起足够的重视。

煤矿区干旱缺水、突水水害严重、环境问题凸显,而煤田水文地质工作严重滞后于煤炭工业可持续发展的需要。

中国煤炭地质总局提交的全国煤炭资源“十一五”规划研究中明确指出:

煤炭能否开发,很大程度上取决于矿区水资源生态环境状况,煤炭开发的投资风险不在煤而在于水和生态环境。

1.煤田水文地质的目的与任务我国煤矿区水文地问题1、干旱缺水制约瓶颈我国水资源与煤炭资源分布呈逆向分布,煤炭资源占90%的我国北方地区地下水资源量仅占全国的30%,而煤炭资源量占全国总量68%的晋、陕、蒙、宁四省（区）地下水资源量仅占全国的6.87%。

水文地质勘查工作的严重滞后及研究程度相对较低,已成为制约这些地区煤炭开发及经济发展的突出问题。

1.煤田水文地质的目的与任务我国煤矿区水文地问题2、突水威胁资源危机我国北方石炭二叠纪含煤岩系是我国最主要的含煤岩系之一,上覆第四系巨厚松散层含水层,下伏富水性极强的奥陶系灰岩含水层。

随着老矿区上部煤炭开采资源的枯竭,矿井开采深度的增加,水害事故频繁发生。

矿井水害威胁影响煤矿安全生产和服务年限。

另外,由于煤矿开采历史较长以及小煤窑的无序开采,老窑积水已成为不容忽视的突水水源。

1.煤田水文地质的目的与任务我国煤矿区水文地问题3、矿区环境有待改善矿区由于生产生活用水的需要以及井下排水,使得矿区水文地质环境发生较大的变化,地下水位大幅度下降,浅层含水层被疏干,以及由于采矿和抽水引起的地面塌陷等,更使得原本干旱缺水的煤矿区“雪上加霜”。

特别是处于生态环境十分脆弱的我国西部煤炭基地,水和环境成为制约煤炭工业发展的“瓶颈”。

1.煤田水文地质的目的与任务煤田水文地质的目的煤田水文地质指煤田地质普查与勘探阶段的全部水文地质调查工作。

其目的在于通过对地下水的调查研究，正解阐明调查区水文地质条件，解决煤炭资源开发中的水文地质问题。

1.煤田水文地质的目的与任务煤田水文地质的特点煤田水文地质工作既有一般的水文地质工作共性，又有其煤矿企业供水和矿井水文地质、矿区环境水文地质工作的特点。

1）水文地质类型复杂多样我国的含煤地层具有多时代、多岩性组合的特点，加上不同气候、地形条件下的不同含煤岩系其水文地质条件和问题必然不同，因此我国煤田水文地质类型具多样性和复杂性。

1.煤田水文地质的目的与任务煤田水文地质的特点2）研究目的层不同我国煤系沉积时间跨度大，含煤地层多样，矿井水文地质工作目的层也就不同。

有以煤层“底板”突水为主的深部奥灰岩溶水，也有煤系上覆第四系溃水威胁的浅部开采矿井，甚或两者兼而有之。

1.煤田水文地质的目的与任务煤田水文地质的特点3）工作面积一般较大一般煤矿水文地质要解决的问题在点上，但根源在面上。

与固体矿产勘查不同，要查明矿区地下水的“来龙去脉”和资源量，就必须从整个地下水系统去考虑，因此煤田水文地质勘查工作面积一般比较大，其研究范围一般包括整个地下水系统或地表水流域。

1.煤田水文地质的目的与任务煤田水文地质的特点4）研究内容广泛煤炭要开发，必须解决水源；煤矿要安全开采，必须查清水文地质条件，防止顶、底板突水；矿区要可持续协调发展，必须要保护和改善水环境。

因此，煤田水文地质工作贯穿了矿区建设始终，内容非常广泛。

1.煤田水文地质的目的与任务煤田水文地质的任务1）地下水的形成条件；2）地下水的赋存特征；3）地下水的运动条件；4）地下水的动态特征；5）地下水的水文地球化学特征；6）供水水源地的选择；7）煤矿工程地质条件。

1.煤田水文地质的目的与任务小结地下水资源调查的任务煤田水文地质的任务1.煤田水文地质的目的与任务基本方法

（1）水文地质测绘（地下水资源地面调查）

（2）水文地质钻探（3）水文地质物探（4）水文地质（现场）试验（5）地下水动态观测（6）室内分析、检测、模拟试验和实验2.水文地质调查方法基本方法

（1）水文地质测绘（地下水资源地面调查）水文水文地质测绘是认识一个地区水文地质条件的地质测绘是认识一个地区水文地质条件的基础，也是水文地质调查的第一步工作。

基础，也是水文地质调查的第一步工作。

它它是是根根据据一一定定的的精精度度要要求求，在在地地表表对对地地下下水水和和与与其其相相关关的的地地质质水水文文地地质质现现象象进进行行实实地地的的观观察察、测测量量、描描述述、综综合合分分析析，并并将将它它们们绘绘制成图件，总结出该地区水文地质规律。

制成图件，总结出该地区水文地质规律。

水水文文地地质质测测绘绘成成果果是是布布置置各各种种水水文文地地质质勘勘探、试验、动态观测探、试验、动态观测等工作的主要依据。

等工作的主要依据。

2.水文地质调查方法基本方法

（2）水文地质钻探水文地质钻探水文地质钻探就是使用一定的钻探工就是使用一定的钻探工程勘察程勘察地表下面地表下面较深处的地下水赋存活动较深处的地下水赋存活动情况的工作，是情况的工作，是探寻地下水的最直接的勘探寻地下水的最直接的勘探手段，也是开采地下水的主要方法探手段，也是开采地下水的主要方法,但是但是费用很高费用很高。

2.水文地质调查方法基本方法（3）水文地质试验在在调查现场为调查现场为获得各种水文地质参数获得各种水文地质参数和解决某些水文地质问题和解决某些水文地质问题而进行的各种类而进行的各种类型的水文地质试验工作。

例如抽水试验、型的水文地质试验工作。

例如抽水试验、弥散试验弥散试验、示踪试验和渗水试验等，其中、示踪试验和渗水试验等，其中抽水试验抽水试验是最主要的一种水文地质试验。

是最主要的一种水文地质试验。

2.水文地质调查方法基本方法（4）地下水动态观测由于由于地下水具有流动、可变和可恢复地下水具有流动、可变和可恢复等复杂的特点。

等复杂的特点。

为寻找它们的规律性，为寻找它们的规律性，在在进行水文地质调查时，常需对区内进行水文地质调查时，常需对区内主要含主要含水层水层中地下水的动态进行长期的观测工作。

中地下水的动态进行长期的观测工作。

依依据据观观测测结结果果，才才能能对对区区内内地地下下水水的的形形成成和和变变化化规规律律，水水质质、水水量量和和水水位位进进行行正确的评价和预测正确的评价和预测。

2.水文地质调查方法基本方法（5）室内分析、鉴定模拟试验和实验为为取得取得地下水水质、岩石的水理性质、地下水水质、岩石的水理性质、岩石破坏及溶蚀机理、含水层的颗粒成分、岩石破坏及溶蚀机理、含水层的颗粒成分、地下水运动情况，以及地下水年龄地下水运动情况，以及地下水年龄等资料，等资料，皆需通过室内研究，包括分析、鉴定、模皆需通过室内研究，包括分析、鉴定、模拟试验和实验等拟试验和实验等工作得到数据工作得到数据。

2.水文地质调查方法基本方法（6）水文地质物探利用利用地球物理方法地球物理方法查明含水介质水文查明含水介质水文地质特征的勘探叫水文地质物探。

水文地地质特征的勘探叫水文地质物探。

水文地质物探具有质物探具有工作方便、速度快、成本低、工作方便、速度快、成本低、用途广用途广等优点，是当前水文地质调查中不等优点，是当前水文地质调查中不可缺少的工作手段之一可缺少的工作手段之一。

2.水文地质调查方法新技术新方法

（1）遥感技术

（2）同位素技术（3）GIS技术（4）核磁共振技术2.水文地质调查方法新技术新方法

（1）遥感技术遥感遥感技术是建立在技术是建立在目标物体电磁波辐目标物体电磁波辐射理论上的射理论上的。

通过安装在运载工具（飞机、。

通过安装在运载工具（飞机、人造卫星、宇宙飞船等）上的遥感器，远人造卫星、宇宙飞船等）上的遥感器，远距离对地球表面物体电磁波辐射的信息，距离对地球表面物体电磁波辐射的信息，通过接收、传输、处理，从中提取有关地通过接收、传输、处理，从中提取有关地质、水文地质的信息。

目前在水文地质调质、水文地质的信息。

目前在水文地质调查中常用的有查中常用的有航空摄影、多波段卫星测量航空摄影、多波段卫星测量和红外测量。

和红外测量。

2.水文地质调查方法新技术新方法

（1）遥感技术利用航片和卫片利用航片和卫片可可以以解解释释出出地地层层岩岩性性、地地质质构构造造、地地貌貌、植植被被和和地地表表水水系系，勾勾绘绘出出地地貌貌图图和和地地质质图图，作作为为水水文文地地质质测测绘绘的的原原始始图图件件，经经野野外外实实地地验验证证和和补补充充，完完成成水水文文地地质质测测绘任务。

绘任务。

2.水文地质调查方法新技术新方法

（1）遥感技术利用红外测量利用红外测量可以很可以很容易发现地下水向地表水的排泄位置；容易发现地下水向地表水的排泄位置；可以寻找松散沉积物中埋深不超过可以寻找松散沉积物中埋深不超过10m10m的地下水；的地下水；可以确定泉和沼泽的位置；可以确定泉和沼泽的位置；确定充水断层、岩溶发育带及暗河出口，确定充水断层、岩溶发育带及暗河出口，确确定定包包气气带带湿湿度度，圈圈定定热热水水分分布布范范围围及及冻冻土土分分布布等等，并并可可通通过过查查明明地地表表水水体体的的污污染染来来间间接接判判断断地地下水污染的线索。

下水污染的线索。

2.水文地质调查方法新技术新方法

（2）同位素技术地下水在形成和运移过程中，各种化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学组分的同位素成分都会进入水中.利用这利用这些同位素踪迹可以研究地下水及其与环境些同位素踪迹可以研究地下水及其与环境介质之间的关系。

环境同位素能对地下水介质之间的关系。

环境同位素能对地下水起着起着标记作用和记时作用标记作用和记时作用。

因此被广泛应。

因此被广泛应用于水文地质调查工作中。

用于水文地质调查工作中。

2.水文地质调查方法新技术新方法

（2）同位素技术目前目前在水文地质调查中应用同位素技术可在水文地质调查中应用同位素技术可解决下列问题：

解决下列问题：

aa、放放射射性性环环境境同同位位素素-测测定定地地下下水水年年龄龄（3H和和14C测年法）测年法）b、放射性、放射性环境同位素环境同位素-研究包气带水的运动研究包气带水的运动c、稳定稳定环境同位素环境同位素-研究地下水的起源与形成过程研究地下水的起源与形成过程d、稳定稳定环境同位素环境同位素-研究水中化学组份的来源研究水中化学组份的来源2.水文地质调查方法新技术新方法

（2）同位素