煤矿床水文地质、工程地质、环境地质勘查评价标准

前 言

本标准属于煤炭工业协会《2005年煤炭行业标准项目计划》，国家发改委以发改办工业（2005）739号文件批准下达。本标准是为了适应煤炭资源地质勘查工作的需要，在原煤炭工业部1980年颁发的有关规程基础上，总结二十多年执行过程的实践经验，结合当前我国经济发展和技术进步而制定的。

本标准是《矿区水文地质工程地质勘探规范》和《煤、泥炭地质勘查规范》的配套标准。 本标准自生效之日起，同时替代原煤炭工业部（80）煤地字第638号文件颁发的《煤炭资源地质勘探抽水试验规程》、《煤炭资源地质勘探地表水、地下水长期观测及水样采取规程》、《煤炭资源地质勘探钻孔简易水文地质观测规程》和《煤田水文地质测绘规程》。

本标准的附录主要引自GB 12719-91《矿区水文地质工程地质勘探规范》及DZ0215-2002《煤、泥炭地质勘查规范》。

本标准由中国煤炭地质总局负责起草。

本标准起草人：王佟、傅耀军、程爱国、孙玉臣、华解明、袁同星、牛志刚、李洪。 本标准由中国煤炭地质总局提出并负责解释。

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煤矿床水文地质、工程地质、环境地质勘查评价标准

1、适用范围

1.1 本标准规定了煤炭资源地质勘查水文地质、工程地质及环境地质工作的基本准则，侧重于勘查技术要求、工作方法。

1.2 本标准适用于煤炭资源地质勘查各阶段的设计编制、勘查施工、地质研究、地质报告编制和评审、资源/储量评估、矿业权评估、可行性研究的依据。

2、引用标准

下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方面应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。

GB 1 12719—91 DZ/T 0 0215—2002 GB/T 14158—93 GB GB GB GB 3、总则

3.1 水文地质工程地质勘查和环境地质调查评价是煤炭资源勘查工作的重要组成部分，各勘查阶段都应予以重视，认真做好相应工作。

3.2 水文地质、工程地质、环境地质勘查应与煤炭资源地质勘查工作阶段相适应，分为预查、普查、详查和勘探四个阶段。条件简单的矿区，勘查阶段可简化或合并。提供矿山建设设计依据的地质勘查报告，均应达到勘探阶段的要求。

预查阶段：一般不进行水文地质勘查工作。

普查阶段：大致了解勘查区水文地质条件，从而对煤炭资源的经济意义和开发建设的可能性做出评价。

详查阶段：基本查明勘查区水文地质条件，对可能影响矿区开发建设的水文地质条件做出评价，为矿区总体发展规划提供依据。

勘探阶段：详细查明井田水文地质条件，评价矿井充水因素，预算先期开采地段涌水量，预测开采过程中发生突水的可能性及地段，评述开采后水文地质条件的可能变化，评价矿井水的利用可能性及途径，为矿井建设可行性研究和初步设计提供地质资料。

3.3 水文地质、工程地质、环境地质勘查，应与煤炭资源地质勘查紧密结合，将地质、水文地

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矿区水文地质工程地质勘探规范 煤、泥炭地质勘查规范

区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范 煤炭工业矿井设计规范 露天矿工程设计规范 供水水文地质勘察规范 煤田地球物理测井规范 地表水环境质量标准

50215—2005 50197—2005 50027—2001 3838—2002

DZ/T 0080—93

质、工程地质、环境地质做为一个整体，运用先进和综合手段进行。

4、水文地质勘查评价

4.1 水文地质勘查类型的划分 4.1.1 井工开采

1、按直接充水含水层含水空间特征，把煤矿床水文地质勘查划分为三类： （1）第一类，以孔隙含水层为主的矿床，称孔隙充水矿床； （2）第二类，以裂隙含水层为主的矿床，称裂隙充水矿床；

（3）第三类，以岩溶含水层为主的矿床，称岩溶充水矿床，并按其充水方式不同，分为两个亚类：

1）第一亚类，顶板进水为主的岩溶充水矿床； 2）第二亚类，底板进水为主的岩溶充水矿床。

2、按直接充水含水层的富水性及补给条件，并结合煤层与当地侵蚀基准面的关系等其他因素，把各类矿床划分为三型：

（1）第一型，水文地质条件简单的矿床，主要包括以下情况：

1）煤层位于地下水位以上或季节变化带内，以大气降水为主要充水水源； 2）直接充水含水层单位涌水量q＜0.1l/ s·m；

（2）第二型，水文地质条件中等的矿床，主要包括以下情况：

1）直接充水含水层单位涌水量0.1≤q≤1.0 l/ s·m；

2）直接充水含水层单位涌水量1.0＜q≤2.0 l/ s·m，但补给条件不好，与地表水体联系不

密切；或直接充水含水层与煤层之间的隔水岩层较稳定，隔水性能较好，水头压力不高，断裂带导水弱；

（3）第三型，水文地质条件复杂的矿床，主要包括以下情况：

1）直接充水含水层单位涌水量q＞2.0 l/s·m；

2）直接充水含水层单位涌水量1.0＜q≤2.0 l/ s·m，但补给条件好，与地表水体联系密切；

或直接充水含水层与煤层之间的隔水岩层不稳定，水头压力较高，断裂带导水强。

4.1.2 露天煤矿

1、第一型，水文地质条件简单，不需要专门疏干的矿床： （1）地形有利于自然排水，地下水补给量极少；

（2）直接充水含水层单位涌水量q＜1.0 l/ s·m，无难于疏干的强富水岩层。 2、第二型，水文地质条件中等，易于疏干的矿床：

（1）直接充水含水层单位涌水量1.0≤q≤10.0 l/s·m，含水层富水性弱； （2）直接充水含水层单位涌水量10.0＜q≤20.0 l/s·m，但补给来源缺乏。 3、第三型，水文地质条件复杂，难于疏干的矿床：

（1）直接充水含水层单位涌水量q＞10.0 l/s·m，附近有较大的地表水体，并与地下水有水力联系；或者补给条件虽然不好，但q＞20.0 l/s·m；

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（2）露天直接充水含水层厚度大、分布广、富水性强，易产生流沙等工程地质问题，不易疏干。

4.2 各类充水矿床应着重查明的问题 4.2.1 孔隙充水矿床

应着重查明含水层的成因类型，分布、岩性、厚度、结构、粒度、磨圆度、分选性、胶结程度、富水性、渗透性及其变化；查明流沙层的空间分布和特征，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地表水之间的水力联系，评价流沙层的疏干条件及降水和地表水对矿床开采的影响。

4.2.2 裂隙充水矿床

应着重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；岩石风化带的深度和风化程度；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；裂隙含水层与其相对隔水层的组合特征。

4.2.3 岩溶充水矿床

应着重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、富水性及其变化，地下水主要径流带的分布。

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厚度、风化程度及其物理力学性质，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坑充水的影响。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分布。

以暗河为主的岩溶充水矿床，应着重查明岩溶洼地、漏斗、落水洞等的位置及其与暗河之间的联系；暗河发育与岩性、构造等因素的关系；暗河的补给来源、补给范围、补给量、补给方式及其地表水的转化关系；暗河入口处的高程、流量及其变化；暗河水系与煤层之间的相互关系及其对矿床开采的影响。

4.2.4 不同充水方式的矿床应着重查明的问题

1、直接充水的矿床：应着重查明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；直接充水含水层与其他含水层、地表水、导水断裂的关系。当直接充水含水层裸露时，还应查明地表汇水面积及大气降水的入渗补给强度。

2、顶板间接充水的矿床：应着重查明直接顶板隔水层或弱透水层的分布、岩性、厚度及其稳定性、岩石的物理力学性质和水理性质、裂隙发育情况、受断裂破坏程度，研究和估算导水裂隙带高度，分析主要充水含水层地下水进入矿坑的地段。

3、底板间接充水的矿床：应着重查明承压含水层径流场特征，直接顶板隔水层或弱透水层的分布、岩性、厚度及其稳定性、岩石的物理力学性质和水理性质、裂隙发育情况、受断裂破坏程度，研究和估算导水裂隙带高度，分析主要充水含水层地下水进入矿坑的地段。

4.3 勘查工程布置原则及工程量 4.3.1勘查工程布置原则

1、勘查区（井田）水文地质勘查工作应与地质勘查工作结合进行。水文地质勘查工作应在研究

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地质和区域水文地质条件的基础上，把含水层的富水性、导水性、补给排泄条件及向矿井充水途径视为一个整体进行勘查和研究。对于水文地质条件复杂的大水矿区（每昼夜涌水量超过100000m3的井田），工作范围宜扩大为一个完整的水文单元。

2、水文地质勘查工作必须根据煤矿床水文地质类型和勘查区的具体条件，明确本次工作应着重研究的问题，因地制宜地综合运用各种勘查技术手段（包括钻孔简易水文地质-工程地质观测、水文地质测绘、水文物探、水文地质钻探、抽水试验、长期观测与采样及其他有效手段）。

3、对各类充水矿床一般都应进行动态观测。水文地质条件复杂的大水井田（矿区）应建立地下水动态长期观测网。

4、勘探阶段的抽水试验钻孔，应结合矿井建设的需要，重点布置在初期采区或先期开采地段范围内直接充水含水层富水性强和断裂比较发育的地段或补给边界附近。

5、大流量、大降深的孔组（群孔）抽水试验，应在地下水自然流场已经控制的条件下，布置在强富水地段。观测孔的布置应控制不同的边界条件、来水方向、强径流带及各径流分区，并注意在区域上的控制。

6、断裂带抽水试验，应根据井田（勘查区）断裂构造发育情况及其水文地质特征，一般布置在主要井巷穿过主要断层带部位，区内可能沟通各主要含水层或沟通地下水与地表水的主要断裂带附近，以及对本区水文地质条件有重要意义的补给边界断裂两侧。

4.3.2 水文地质勘查工程量

各类型充水矿床在各阶段所需的基本工程量以满足相应的工作程度要求为原则，一般可参照附录表K1～K3。具体布置工程时，应注意以下几点：

（1）多煤层、多含水层的井田（勘查区），应逐层分析各主要可采煤层的直接充水含水层对矿井充水的影响，确定主要的直接充水含水层，并按其类型布置工程量，对其他直接充水含水层，可适当布置工程量予以控制；

（2）表中所列抽水试验工程量为一般要求，对拟建大、中型井的井田（勘查区）所控制的面积，详查阶段约为50～100 km2，勘探阶段约为10～20 km2，结合勘查面积的大小，可酌情增减工程量；

（3）拟建小型井的井田（勘查区），水文地质条件简单的一般可不布置抽水试验和钻孔长期观测，水文地质条件中等的可参照表中所列同类矿床的简单型，水文地质条件复杂的可参照表中所列同类矿床的工程量酌情减少；

（4）井田（勘查区）内或邻近地区有水文地质条件相似的生产矿井资料时，抽水试验工程量可适当减少；

（5）表中所列勘探阶段揭露煤层底板直接充水含水层的钻孔数量，对大型井为初期采区范围的要求，对中、小型井则为第一水平范围内的要求，上述范围以外的其他地段，可布置少量钻孔进行控制。

4.4 水文地质测绘

水文地质测绘分为区域和勘查区。区域水文地质测绘范围应包括一个完整的水文地质单元，以查明区域地下水的补给、径流、排泄条件为重点，水文地质条件简单的矿区，可不进行区域水文地质测绘；矿区水文地质测绘应包括矿床疏干可能影响的范围及补给边界，以查明矿床充水因素及矿

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提出，并在钻孔设计（技术指示书）中加以明确。

4.6.1.6需要进行消耗量观测的钻孔，冲洗液的循环系统要符合钻探规程的规定，并在开钻前进行检查验收，以保证观测成果的质量。

4.6.1.7钻进过程中发现漏水需堵漏时，对堵漏起、止深度及所用的方法、材料、时间、效果等情况，应做详细的记录。

4.6.2 观测方法 4.6.2.1消耗量观测

1、冲洗液消耗量系指纯钻进时间内钻孔中消耗的冲洗液。在正常钻进时，每小时观测一次。不足一小时的回次，每回次观测一次。发现冲洗液漏失时，应每10～30分钟观测一次。冲洗液全部漏失时，应开大水泵测定其最大漏失量。

2、冲洗液消耗量观测方法：钻具下至孔底，待冲洗液正常循环后开始观测水源箱（池）内冲洗液的数量，观测结果称原有量。然后每小时观测一次，直至钻程结束为止，每次观测结果称现有量。钻进期间在水源箱（池）内加入的冲洗液数量称新增量。计算公式如下：

原有量+新增量-现有量=消耗量。 4.6.2.2水位观测

1、回次水位观测，系指在每次钻程的提钻后和下钻前各测一次水位。灌孔、采煤、处理事故、扩孔、专门提取岩芯、扫孔及人工补斜，可不观测回次水位。

2、钻进中若遇涌水，提钻后水位涌出井口，可不测回次水位，但应在下钻前观测一次涌水量。 3、停钻时间较长，应每2小时观测一次水位，水位基本稳定后，可改为每4小时观测一次，直到重新钻进。

4、水位测量工具的深度记号要清楚准确，便于读数。 4.6.2.3近似稳定水位观测

1、钻进中遇有严重漏水、涌水的层段，应根据需要进行近似稳定水位的观测，必要时可将钻孔改做专门水文孔，进行抽（放）水试验。

2、近似稳定水位观测符合下列条件之一时，可停止观测： （1）每小时观测一次，连续2小时水位无变化；

（2）水位呈单一方向变化，每小时水位差不超过5cm，且已连续观测3小时； （3）水位呈锯齿状变化，每小时水位差不超过10cm，且已连续观测3小时； （4）虽达不到上述要求，但总观测时间已超过24小时 。 4.6.3 资料整理

4.6.3.1钻孔简易水文地质观测的原始记录要及时、真实，不得追记。观测内容要齐全，记录要清晰，不得涂改。

4.6.3.2钻孔简易水文地质观测成果资料应及时整理，并提出如下资料： 1、钻孔简易水文地质观测原始记录； 2、钻孔简易水文地质柱状图； 3、钻孔简易水文地质观测统计表。

4.6.3.3根据勘查区水文地质条件，必要时尚需编制如下分析图件：

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1、主要含水层消耗量分区（分段）图； 2、主要隔水岩层厚度变化图； 3、含水层等水位线图。

4.7 抽水试验 4.7.1一般要求

4.7.1.1抽水试验是煤炭资源地质勘查的重要手段，其目的是研究含水层重要水文地质特征，取得含水层水文地质参数，评价含水层的富水性，并为预计矿井涌水量与对地下水综合利用的评价提供资料。

4.7.1.2抽水试验工作应在分析勘查区及邻区已有水文地质资料的基础上，根据《煤、泥炭地质勘查规范》的相应要求进行合理布置。对富水性不均一的含水层，应注意选择遇有漏（涌）水的地质钻孔改作抽水试验孔。根据水文地质条件复杂程度、水量大小和设计目的，可分别选择单孔、多孔及群孔进行抽水试验。

4.7.1.3抽水试验孔必须编制施工设计书。内容包括：抽水试验任务及要求；试验含水层（段）的起、止深度；孔径、止水套管的直径及下入层位、深度及止水方法；简易水文地质观测；采用的抽水设备以及抽水试验质量要求等。

4.7.1.4抽水试验的段距应根据抽水的目的确定，以能获得各含水层（带）的水位、流量、水质及渗透性为原则，一般宜分层（组）进行。

4.7.1.5抽水试验层（段）的孔径一般不应小于91mm，下过滤器时，过滤管的直径不小于89mm。观测孔的孔径不应小于75mm；下过滤器时，过滤管的直径不应小于73mm。

大口径抽水钻孔的抽水层（段）孔径一般不应小于200mm；孔深超过300m时，其孔径可减小到168mm。

4.7.1.6抽水试验层段与隔离止水层（段）必须取芯。

4.7.1.7抽水试验钻孔使用水泵抽水时，水泵下放深度以上的孔段，其孔斜100m深度内不得超过1.5°，深度每增加百米递增不大于1°。

4.7.1.8抽水试验钻孔与观测孔，一般均应采取清水钻进。若必须使用泥浆时，在正式抽水前必须采用有效手段洗井。

4.7.1.9抽水试验钻孔和观测孔的止水层（段）必须选择在岩石完整的隔水层（段）内，且应用可靠的方法检查止水效果，并作正式记录。止水检查分别在止水封闭物扫孔前、后进行，管内水位变化幅度应小于2cm/小时，且连续保持3小时。

4.7.1.10抽水试验所抽放至孔外的水，若有可能重新渗入含水层时，必须有防渗漏措施。 4.7.1.11过滤器应根据含水层的岩性、破碎程度及颗粒组份等情况选择。过滤器上的孔隙应分布均匀，孔隙率一般不小于20%。凡采用缠绕式或包扎式过滤器，其外壁均应焊有金属肋条。肋条间距选择应以能使滤网不接触过滤管为原则。

4.7.1.12施工设计书必须在钻孔施工前下达到机组，并向施工机组人员交待施工的质量要求、抽水试验的原则、记录方法及注意事项。

4.7.1.13抽水试验前，应对抽水设备的安装质量、测量水位、水量、水温的各种测试仪表和工具

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以及原始记录表格的准备情况做全面检查。

4.7.1.14抽水试验方法分为稳定流和非稳定流两类，可根据概化的水文地质模型和水文地质参数计算的要求选定。

4.7.2 稳定流抽水试验

4.7.2.1试验抽水：在正式抽水前应做试验抽水。

1、试验抽水前，应对抽水层（段）反复进行抽洗，直至孔内出水澄清无沉淀物时为止。松散层内洗孔时，要注意观察和记录洗出砂的粒径和体积，以及水由浑浊到清澈的时间和流量变化的情况。

2、试验抽水应作一次最大的水位降深，初步了解水位降低值与涌水量的关系，以便正式抽水时合理选择水位的降深。试抽过程的全部资料必须有正式记录。

4.7.2.2正式抽水：

1、抽水的水位降深，应尽设备能力做最大降深。降深次数一般不少于3次，每次降距不宜小于6m，且合理分布。若涌水量大于140m3/h，因条件所限降深达不到上述要求时，最小降距也不应小于1m。含水层底板以上水柱不足10m时，可酌情减少水位降低次数，但其最大降深应超过水柱高度的1/2。

2、抽水延续时间与稳定时间要求：

第一次水位降深的延续时间不少于24小时，其余各点降深的延续时间不作具体规定。 各点稳定时间必须达8小时。有观测孔时，应以最远观测孔稳定2小时为准。有特殊要求时可适当延长。

单位涌水量小于0.01 l/s·m，可尽机械能力作一次最大降深，但抽水延续时间应不低于36小时。 3、水位降深顺序：

基岩含水层一般宜先深后浅，松散含水层宜先浅后深，逐次进行。

4、在抽水过程中遇有大雨，对水位、涌水量观测产生影响时，应暂停抽水。在停止抽水期间，每2小时观测一次水位。

5、抽水孔的动水位与流量必须同时进行观测。开始宜按非稳定流抽水相应要求观测，连续1～2小时后，可每隔30分钟观测一次，直至抽水结束。

观测孔水位应与主孔水位同时进行观测，不得提前或延后。

在抽水前及抽水过程中，应经常校正测绳的深度记号，发现误差及时修正。

6、抽水试验应连续进行。如抽水中断，而中断前抽水已超过6小时，且中断时间不超过1小时，则中断前的抽水时间仍可计入延续时间内，否则一律作废。在中断抽水时间内，应按观测稳定（静止）水位的要求观测水位（包括观测孔），直到重新抽水为止。

7、水温、气温的测量，宜在抽水过程中每隔2～4小时同时观测一次，其精度要求为0.5℃。发现水温有异常时，应在抽水结束后进行井温测量。

测温时，温度表应放在空气通畅、背阴的地方，严禁放在日光直照和其它影响温度在变化处。 8、在抽水过程中，必须随时绘制Q=f(S)及q=f(S)曲线，以便及时发现和纠正抽水发生的错误。 9、水样应在最后一个降深结束前按设计要求采取，其方法按有关规程要求进行。 4.7.2.3稳定时间内水位和流量的波动相对误差要求；

1、水位降深大于5m时，主孔水位变化幅度不大于1%；小于5m时，则要求主孔水位变化小于

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5cm。观测孔水位变化要求小于2cm。水位埋深＞100 m可酌情适当放宽。

2、流量变化幅度：q≥0.01 l /s·m，不大于1%；

q<0.01 l /s·m，不大于3%。

3、稳定时间内水位降低和流量波动相对误差计算方法如下：

波动相对误差(%) =

观测值与平均值的最大差值?100%。

平均值

4.7.2.4静止水位与恢复水位观测要求：

1、正式抽水前及正式抽水结束后，抽水孔和观测孔均应进行静止水位和恢复水位的观测。 2、恢复水位观测时间开始时一般宜按1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30分钟的时间顺序观测，以后每隔30分钟观测一次，直至稳定。观测孔与主孔应同时观测。

3、静止水位和恢复水位，符合下列条件之一方可停止观测： （1）连续3小时水位不变；

（2）水位呈单向变化，连续4小时内每小时升降不超过1cm；

（3）水位呈锯齿状变化，连续4小时内每小时升降最大差值不超过5cm； （4）采用压力表观测时，连续4小时指针不动。

（5）达不到上述要求，但总观测时间已超过72小时，一般可停止观测。 4.7.2.5流量观测方法：

1、流量应与水位在同一时间观测。

2、流量观测方法根据流量大小选择。流量不大时，可采用容积法，水箱的容积一般不小于0.5m3；流量较大时可采用堰测法、管道流量计、流速流量计、自计流量计等方法。

4.7.2.6钻孔深度的检查：

抽水前的和恢复水位观测结束后，应分别探测孔深，孔内沉淀物不得埋没含水层厚度的1/5。当抽水层（段）为含水组时，孔内沉淀物不得埋没底部主要含水层厚度的1/5。

4.7.2.7抽水钻孔必须有确定含水层深度、厚度、结构可靠的测井资料。有条件时应进行流量测井。

4.7.3 非稳定流抽水试验

4.7.3.1非稳定流抽水试验分为定流量与定降深抽水。定流量抽水时，要求流量变化幅度一般不大3%；定降深抽水时，水位变化幅度一般不超过1%。非稳定流抽水一般宜采用潜水泵或深井泵。

4.7.3.2非稳定流抽水试验的水位降深，应尽设备能力做一次最大降深，一般不宜小于18m。若涌水量大于140m3/h，因条件限制降深达不到上述要求时，最小降深也不得小于3m。含水层底板以上水柱不足10m时，水位最大降深应超过水柱高度的1/2。

4.7.3.3水位、流量的观测，一般宜按1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120分钟的时间顺序进行，以后每隔30分钟观测一次，直到结束。观测孔与主孔的流量与水位都必须同时观测。

4.7.3.4抽水延续时间应根据试验目的参照水位降深——时间半对数曲线S（或h2）——lgt形态确定，当曲线出现固定斜率的渐近线时，观测时间需后延续一个对数周期；有越流补给时，观测时间则需曲线经过拐点后趋于水平时为止；有观测孔时，应以代表性观测孔的S（或h2）——lgt曲线判定。

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4.7.3.5当抽水尚未达到目的以前，因故中断抽水时，则应观测恢复水位，待水位达到稳定后再重新抽水。

4.7.3.6非稳定流抽水试验时的流量、水位、静止水位、恢复水位及其观测内容、观测方法与要求，可参照稳定流抽水试验的有关规定。

4.7.4 多孔及群孔抽水试验

4.7.4.1多孔及群孔抽水属于大型抽水试验，抽水主孔一般宜采用大口径钻孔：

1、大型抽水试验宜在勘探后期进行，必须建立在获得矿区水文地质条件和天然流场及其动态变化资料的基础上。

2、水位降深、降深次数和延续时间视矿区水文地质条件、试验目的和计算方法确定。抽水水量应对天然流场有较大的扰动，尽可能暴露储存量与径流量的转化关系和矿区的水文地质边界。

3、观测孔（点），应根据试验目的和计算方法确定。宜布置在不同的富水区、参数区、边界水量交换地段以及地表水、“天窗”、断裂带等地段，必要时外围区亦应布置少数孔控制。

4、具体观测方法应按专项设计执行。

4.7.4.2为保持大型抽水试验抽水过程中定流量的连续性，设备及操作应符合以下要求： 1、抽水开始时各抽水孔应同时开泵，抽水结束时应同时停泵。

2、抽水过程中，应保证各种设备的正常运转，不得随意调整、改变机械运转能力。 3、个别抽水孔的设备发生故障，应立即开动备用设备。 4.7.5资料整理

4.7.5.1抽水过程中，必须及时、完整、准确地记录各项观测成果。如发生错误时，应及时划改，严禁涂改。

4.7.5.2抽水过程中，对各项观测资料应随时进行检查。每一点抽水结束前，应计算稳定阶段内水位降低和涌水量的平均值及波动相对误差，并计算单位涌水量。

4.7.5.3抽水结束后，应及时整理并提出如下资料：

1、整理、校对原始资料，计算水位标高、水位降低值、涌水量及单位涌水量等各种数据。 2、编制抽水试验综合成果图。内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、恢复水位曲线、抽水成果、水质化验和水文地质计算结果、抽水层（段）岩层柱状、钻孔结构（包括过滤器位置和规格）等必要资料。对非稳定流抽水试验根据需要选择编制下列曲线图：

S=f（lgt） S=f（lgr） S=f（lgr2） S=f（lg

t） r2lgS=f（lgt）

3、大型抽水试验应编制试验场水文地质平面图。内容应包括抽水孔及观测孔的位置；抽水前、抽水稳定后（非稳定流为抽水后期）的等水位（压）线；试验场内的主要断裂及其他有关的重要水文地质资料。同时附观测线剖面图（包括静止水位、恢复水位、降落漏斗等内容）。

4.8 动态观测及水样采取

15

4.8.1 动态观测

4.8.1.1 在勘查的各个阶段均应不同程度的选择代表性井、泉、钻孔、生产矿井、地表水等进行动态观测，各观测点尽可能形成观测网控制。观测内容包括：水位、水量、水温和水质。并同时观测或收集有关的气象资料。

4.8.1.2水位、水量、水温观测，一般每隔5～10天一次，雨季或急剧变化时段加密。各观测点应尽量同时观测。连续观测时间一般不少于一个水文年。水质一般按丰、枯季取样，并符合水样采取有关要求。

4.8.1.3 河流观测的主要内容除水位、水量、水质以外，还包括最高洪水位调查、水深、流速、瞬时暴雨量以及漏失量（或补给量）等，必要时应测定含砂量。断面选择以及观测方法可参照附件《河流观测方法及工具制作》。

4.8.1.4 池塘、湖泊、内涝积水与塌陷集水区应选择易观测的地方设立固定标桩和水尺，测量水深、积水范围、积水时间，并计算其积水量。勘查区附近有水库时，应收集水库的水位标高、库容量与渗漏量等资料。对勘查区内地面渗水地段，应着重在雨季观测，记录其范围，估计渗漏量。

4.8.1.5 地下水动态观测钻孔的布置应以控制地下水流场和各类边界为原则。有条件时可采用遥测、自动观测系统等先进设备。水温观测要考虑滞后影响。

4.8.1.6 对自流钻孔、泉、老窑及地下暗河出水口的流量观测，一般可采用容积法、堰测法及流速仪等方法。民井观测必要时可进行简易抽水试验，简易抽水应形成一定的水头降低，直到水位稳定2小时后为止。

4.8.1.7 生产矿井的观测以收集矿井的观测资料为主。必要时可在井巷穿过的主要含水层出水点设站进行观测。对巷道所揭露的出水点，当其出水变化较大时，应加密观测，并同时观测井下其他出水点和地表长期观测点。

4.8.2 水样采取

4.8.2.1水样按其分析目的和内容的不同，分为简易分析样、全分析样、细菌检验样和专门分析样、同位素样。各种水样采取数量一般要求：简分析样1～1.5 l；全分析样2.5 l；细菌检验样0.5 l；专门分析样5 l；同位素分析样1 l。

4.8.2.2 长期观测点（站）的水样采取一般按季进行，每年至少采取两次（丰、枯季），地下水化学成份不稳定时，应增加采样次数。

4.8.2.3 采取水样前，必须将水样瓶洗涤干净，并在采样时用采取水样的水再次冲洗。细菌检验样的水样瓶，在取样前应进行高压灭菌消毒，或遵照化验单位的要求进行清洗消毒。

4.8.2.4 在探井、民井、泉、河流、湖泊、池塘中采取水样，可在出水口中心处或离岸边0.5米以外的水面下采取。采样时，应保证水样不受外界污染，尽量避免混入岩石微粒及悬浮物。

4.8.2.5 抽水过程中采取水样，可将水样瓶伸入出水口中心处采取，并同时采取备用样一个。长期观测孔如需取样，应先进行抽水，抽出水的体积应大于孔（井）中水体积的1.5倍，使钻孔中水柱更新，然后按抽水试验过程中取样方法采取；也可将取样器或水样瓶下入含水层深度采取。

4.8.2.6 采取气体样，一般采用排水集气法。采满气体后，在水中塞好瓶盖。瓶口要严密封闭。气样瓶在送到化验室前，应始终保持倒置。

4.8.2.7做侵蚀性二氧化碳分析的水样，采取数量为0.5 l，采取后应加入3~5 g碳酸钙粉末。做

16

重金属分析的水样，必须先用不含重金属的纯硫酸对水样瓶进行酸化处理。对含有机物质的水样，取样时必须在每升水中加入1 m l三氯甲烷（CHCl3）或甲苯（C6H5CH3）。特殊水样及同位素样采取应与化验单位联系，并按其要求采取。

4.8.2.8 采取水样时，应在现场初步鉴定水的颜色、气味、透明度等物理性质。水样采取后，应立即包装好，填写标签，注明化验项目，送往化验单位。细菌检验样应按有关规定的时间要求，及时送样。

4.8.2.9 各种水样化验分析内容：

1、简分析：分析水的物理性质、总硬度、干涸残渣、pH值、氯离子、硫酸根、重碳酸根、硝酸根、钙、镁、铁离子等项目。

2、全分析：除做简分析项目外，还需做水的暂时硬度和永久硬度、游离和固定及侵蚀性二氧化碳、耗氧量及亚硝酸根、碳酸根、钾、钠、三价铁、铝、铵等离子、过锰酸钾、二氧化硅、硫化氢、固形物、碱度、砷、汞、镉、氰化物等项目。

3、细菌检验：检定1毫升水中的细菌数量，测定大肠杆菌指数，分析传染病菌等。

4、专门分析：分析项目取决于祥品分析的目的。一般分析水中的铜、铅、锌、砷、汞、钴、铀、氟等稀有和有害离子的含量，或按专门目的规定的项目进行分析。

5、同位素检测：根据需要选择测试项目。 4.8.3 资料整理

4.8.3.1 野外观测的原始记录必须认真填写，内容齐全、清晰、不涂改。各项观测成果，必须当日整理检查，如有疑点或异常时，应在翌日复测纠正。原始记录应及时整理装订成册。

4.8.3.2 各项观测和调查资料，应认真进行分析研究，并将其编入地质报告的有关章节和图纸中。

4.8.3.3 根据观测内容，一般需编制提交下列图表：

1、动态变化综合曲线图（包括水位、流量、降水量、蒸发量、水温、气温等）； 2、地下水等水位（压）线图； 3、水化学图； 4、动态观测统计表； 5、水质化学分析成果表。

4.9 矿井涌水量预算 4.9.1 一般要求

4.9.1.1 煤炭资源地质勘查的勘探阶段应预算先期开采地段（第一水平）矿井涌水量，为矿井建设可行性研究和初步设计提供地质资料。

4.9.1.2 勘探阶段应根据井田水文地质特征，分析边界条件和矿井充水方式，合理选择参数及计算方法，预算先期开采地段（第一水平）正常涌水量和最大涌水量，预测矿井涌水量的变化趋势。对含水性弱的小型井，可以预算全井田正常涌水量和最大涌水量。水文地质条件简单至中等的井田，区内或邻近有水文地质条件相似的生产矿井时，一般可用比拟法预算矿井涌水量。

4.9.1.3 预算矿井涌水量时，应充分估计到开采后自然流场的变化，某些岩层的渗透性能的改变

17

等因素。开采浅部煤层时，要考虑大气降水、地表水及老窑水沿塌陷区的渗入对矿井充水的影响。

4.9.1.4 矿井涌水量预算应根据井田水文地质条件选用不同的计算方法和计算公式，宜采用多种方法计算对比，以便提高计算成果的可信度。

4.9.1.5 计算过程中，水文地质参数应选用可靠，计算公式应选用合理。

4.9.1.6 对矿井地下水的综合利用的可能性和途径进行研究和评价，估算其可供利用的水量。 4.9.2 计算方法及公式

计算矿井涌水量的方法很多，无论采取何种方法，其预测结果的准确性很大程度上取决于矿床水文地质条件的查明程度。

4.9.2.1 比拟法

比拟法是一种应用相当广泛的传统方法。它是当新矿井与生产矿井的水文地质条件相类似时，用生产矿井的资料来预测新矿井涌水量的方法，虽属一种近似的预测方法，但往往可以获得满意的效果，特别是对于那些水文地质条件简单或者中等的矿井。比拟法包括富水系数法、矿井单位涌水量比拟法、相关关系分析法等。其中富水系数法、矿井单位涌水量比拟法的计算结果准确性较差，已不常采用，目前趋向于采用在实际观测资料和相关分析基础上的相关关系分析法。

1、富水系数法

Q=Kp×P???????????（4-1） Kp =

Q1???????????（4-2） P133

式中： Q——新矿井预计涌水量（m/a）；

Kp——富（含）水系数（m/t）； P——新矿井设计产量（t/a）； Q1——生产矿井年涌水量（m/a）； P1——生产矿井年产煤量（t/a）。 2、矿井单位涌水量比拟法

当矿井涌水量增长幅度与开采面积、水位降低呈直线比例的情况下： q0 =

3

Q1???????????（4-3） F1P1Q=q0×F×S???????????（4-4）

当矿井涌水量增长幅度与开采面积、水位降低不呈直线比例时： Q=Q1nFmS???????????（4-5）

F1S13

式中： Q——新矿井预计涌水量（m/a）；

F——新矿井设计开采面积（m）； S——新矿井设计水位降低（m）； q0——生产矿井单位涌水量； Q1——生产矿井总涌水量（m/a）； F1——生产矿井开采面积（m）； S1——生产矿井水位降低（m）；

18

232

m 、n——地下水流态系数，根据两年以上生产矿井涌水量采用最小二乘法或图解法求得。 3、相关关系分析法

通过矿井涌水量和生产条件之间的相关分析，合理选择相关要素，建立它们的相关关系式

作为比拟依据，可以预测新井涌水量。这种方法的比拟要素和关系的建立是以生产矿井的实际资料为基础，要求生产矿井要有比较系统的和完善的观测资料。总结生产矿坑涌水量的变化规律，根据实际情况，找出主要影响因素建立相关关系式，是用比拟法计算水文地质条件类似的新矿井矿坑涌水量的值得提倡的方法。

当生产矿井涌水量与两个影响因素存在直线关系时，采用下述三元直线相关数学表示式预

算新井矿井涌水量（Q）：

Q=b0＋b1x1＋b2x2???????????（4-6）

式中： x1 、x2——影响矿井涌水量的二个因素变量；

b1 、b2——称为Q对x1 、x2的回归系数。在多元回归中，Q对某一自变量的回归系数表示

当其它自变量都固定时，该自变量变化一个单位使Q平均改变的数值；

b0 、b1 、b2——用最小二乘法确定。

b0=Q?b1x1?b2x2???????????（4-7） 其中Q、x1、x2分别为Q、x1、x2观测数据的平均数。

?(xb=

1

1?x1)(Q?Q)22(x?b=

2

2?(x?x)??(x?x)(Q?Q)?(x?x)(x?(x?x)?(x?x)(x?x)???(x?x)(x?x)??x)(Q?Q)?(x?x)??(x?x)(Q?Q)?(x?x)(x?(x?x)?(x?x)(x?x)???(x?x)(x?x)?22222112211221122211211221122112211222?x2)???（4-8）

1?x1)???（4-9）

4.9.2.2 Q=f（s）曲线外推法

Q=f（s）曲线外推法是利用抽水试验获得抽水井的涌水量Q与水位降低s之间的曲线方程，来推算未来矿坑设计水位降深的涌水量的方法。在一些水文地质条件不易查清，边界条件又比较复杂，难以利用解析公式的矿区，利用此法常能获得较好的效果。

利用主孔流量和主孔水位降低建立的曲线方程用来外推矿坑涌水量，应该利用群孔抽水试验资料，并用主孔的流量Q和适当距离的观测孔中的水位降低s所建立起来的曲线方程Q=f（s）来推算未来矿坑的涌水量。观测孔至主孔的距离可根据首采区的大小加以大致估算：

r=

F????????????（4-10）

式中： r——所选用的观测孔至主孔的距离；

F——初期采区的面积，根据开采情况和井田的具体条件决定。

利用主孔的流量和适当距离的观测孔建立Q=f（s）曲线方程的方法，可以在很大程度上减少含

19

水层的非均质性、主孔孔径及钻孔结构、抽水时主孔孔壁的附加阻力以及近主孔处可能产生的紊流和三维流等对曲线方程的影响，使之更符合开采时的实际情况。

得到Q=f（s）曲线后，应鉴别曲线类型。Q=f（s）曲线一般可分为直线型、抛物线型、指数曲线型、对数曲线型。鉴别曲线类型后，再求曲线方程中的有关参数，得出曲线方程式，便可推算矿坑涌水量。

4.9.2.3 解析法

解析法是根据地下水动力学的原理，用数学分析的方法，针对具体的水文地质条件进行理想化，同时各种计算参数的选择也有很大的人为因素。其计算结果是否准确与公式及参数的选择是否合理有很大的关系。

不同的边界条件下，矿井涌水量计算公式有很多。稳定流条件下，常用的基本公式如下： 1、大井法

潜水完整井 Q=1.366K(2H?S)S???????????（4-11）

lgR0?lgr0承压水完整井 Q=2.73KMS???????????（4-12）

lgR0?lgr0(2H?M)M?h2承压转无压水完整井Q=1.366K?????????（4-13）

lgR0?lgr02、狭长地沟法（水平廊道法）

潜水完整井（两侧进水） Q=BK(2H?S)S???????????（4-14） R承压水完整井（两侧进水） Q=2BKMS???????????（4-15） R(2H?M)M?h2承压转无压水完整井（两侧进水）Q=BK???????????（4-16）

R式中： Q——矿井涌水量（m/d）；

K——渗透系数（m/d）； H——水柱高度（m）； S——水位降低（m）； B——巷道水平长度（m）；

h——动水位至底板隔水层水柱高度（m）； M——含水层厚度（m）； R——影响半径（m）； r0——“大井”半径（m）；

R0——“大井”影响半径（m）。 4.9.2.4 水均衡法

20

3

水均衡法是在查明矿床开采条件的情况下，利用直接充水含水层的补给水量和支出水量之间的关系，根据水均衡原理，获得开采地段涌水量的方法。

在直接充水含水层的补给条件和补给量易于查清的情况下，均衡法往往可以获得满意的计算结果。

矿井充水含水层的收入项一般由下面几部分组成： Q1——大气降水渗入补给含水层的水量，m/d；

Q2——从其它地区同一含水层中流入矿区含水层的水量，m/d； Q3——从矿区内其它含水层流入充水含水层的水量，m/d； Q4——地表水渗入补给充水含水层的水量，m/d；

Q5——灌溉水、废水、人工补给水、排水流入矿区含水层的水量，m/d。 矿井充水含水层的排泄量一般由下面几部分组成：

Q2′——从矿区含水层流出矿区外围同一层中的水量，m/d； Q1′——从含水层中蒸发消耗的水量，m/d； Q3′——从矿区含水层流向其它含水层的水量，m/d； Q4′——矿区含水层排入地表水中的水量，m/d； Q5′——矿区含水层的排水和供水量，m/d。 水均衡方程式的一般形式如下： 对于潜水含水层：

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

??hFμ=(Q1＋Q2＋Q3＋Q4＋Q5)-(Q1′＋Q2′＋Q3′＋Q4′＋Q5′)????????（4-17） ?t对于承压水含水层：

??s*

Fμ=(Q1＋Q2＋Q3＋Q4＋Q5)-(Q1′＋Q2′＋Q3′＋Q4′＋Q5′)????????（4-18） ?t2

式中： F——均衡区面积，m；

μ——潜水含水层给水度； μ——承压含水层贮水系数； Δt——均衡计算时期（d）； Δh——潜水含水层水位升降（m）；

Δs——承压含水层水压升降（m）。 4.9.2.5 数值法

21

*

数值法是随着电子计算机的出现而迅速发展起来的一种计算方法，分为有限单元法和有限差分法。

数值法能灵活地适应各种非均质含水层和各种边界条件，并能与开拓方案结合起来进行运算，从而比较真实地描述勘查区水文地质模型的各种特征，较好地达到预测精度，但要求工程控制程度较高。

数值法计算一般可用来解决下列问题：

1、利用地下水动态观测或者大流量抽水观测资料，反求水文地质参数，验证水文地质模型。 2、模拟地下水的疏干过程，预报地下水位和矿井疏排水量。 描述非均质二维非稳定流疏干流场渗透运动的偏微分方程如下： ??h??h?h(Tx)?(Ty)?q?S?0???????????（4-19） ?x?x?x?y?t式中： T——导水系数（m/d）；

h——水柱高度（m）；

q——单位时间、单位面积上的垂直补给或排泄量；

μ（潜水含水层给水度） S=｛

μ（承压含水层贮水系数）； t——时间步长（d）。

5、工程地质勘查评价 5.1 勘查类型

5.1.1 依据煤层及围岩工程地质特征、主要工程地质问题出现层位，分为三类：

第一类 松散、软弱岩类：以第四系砂、砂砾石及粘性土，或第三系弱胶结的砂质、粘土质岩石为主的岩类。岩体稳定性取决于岩性、岩层结构和饱水情况，稳定性差。勘查中应着重查明岩（土）体的岩性、结构及其物理力学特性。

第二类 块状岩类：以火成岩、结晶变质岩为主的岩类。块状结构，岩体稳定性取决于构造破碎带、蚀变带及风化带的发育程度，一般岩体稳定性好。勘查中应着重查明Ⅱ、Ⅲ级结构面（附录D）的分布、产状、延伸情况、充填物、粗糙度及其结合关系；蚀变带的宽度、破碎程度；风化带深度及风化程度。

第三类 层状岩类：以碎屑岩、沉积变质岩、火山沉积岩、碳酸盐岩为主的岩类。层状结构，岩体各向异性，强度变化大。岩体稳定性主要取决于层间软弱面、软弱夹层、构造破碎及岩体风化程度。勘查中应着重查明岩层组合特征；软弱夹层分布位置、数量、粘土矿物成分、厚度及其水理、物理力学性质。

5.1.2 根据地形、地貌、地层岩性、地质构造、岩体风化及岩溶发育程度、第四系覆盖厚度、地下水静水压力等因素，将工程地质勘查的复杂程度划分为三型：

简单型：地形地貌条件简单，地形有利于自然排水；地层岩性单一，地质构造简单，岩溶不发育，岩体结构以整块或厚层状结构为主，岩石强度高，稳定性好，岩体完整及较完整，岩体质量等

22

*

2

级好～特好或Ⅰ～Ⅱ级，不易发生矿山工程地质问题。

中等型：地层岩性较复杂，地质构造发育，风化及岩溶作用中等或有软弱夹层及局部破碎带和饱水砂层影响岩体稳定，岩体中等完整，岩体质量等级一般或Ⅲ级，局部地段易发生矿山工程地质问题。

复杂型：地层岩性复杂，岩石风化、岩溶作用强，构造破碎带发育，岩石破碎，岩体完整性差及破碎，岩体质量等级坏～极坏或Ⅳ～Ⅴ级，新构造活动强烈或松散软弱层厚、含水砂层多、分布广，地下水具有较大的静水压力，矿山工程地质问题发生的比较普遍和经常。

5.2 基本要求

5.2.1 煤炭资源地质勘查工作中，应重视工程地质勘查工作。

5.2.2 预查阶段不要求进行工程地质勘查工作；普查阶段大致了解勘查区开发建设的工程地质条件；详查阶段要求基本查明可采煤层顶底板工程地质特征，对可能影响矿区开发建设的工程地质条件做出评价。

5.2.3 勘探阶段应详细研究先期开采地段主要可采煤层顶底板及井巷围岩的工程地质特征并做出相应评价，评述开采后工程地质条件的可能变化。根据矿井不同的开拓方式，应分别达到下述基本要求：

1、井工开采

（1）在研究勘查区地层岩性、厚度及分布规律的基础上，划分岩（土）体的工程地质岩组，查明对煤层开采不利的软弱岩组的性质、产状与分布。

（2）详细查明勘查区所处构造部位，主要构造线方向，各级结构面的分布、产状、规模及充填、充水情况，确定结构面的级别（附录D）及主要不良优势结构面，指出其对煤层开采的影响。

（3）测定可采煤层顶底板及井巷围岩各种岩石（土）的物理力学参数，详细查明其岩体结构、岩体质量，参照附录E、H对岩体质量及其稳定性作出评价。

（4）在构造活动强烈的高地应力地区，有条件时，应专门进行地应力测量，确定最大主应力方向及大小。

（5）扩大延深勘探矿区，应详细调查矿床开采中已发生的各种工程地质问题，查明其产生的条件和原因，并针对扩大延深可能产生的工程地质问题进行相应的工作。

2、露天开采

（1）除需达到前述井工开采的相应要求外，勘探阶段还应满足边坡及剥离物强度勘探的有关要求。

（2）边坡勘探

1）松散岩（土）类边坡：查明岩（土）层的岩性、结构；粘土岩的矿物成分、含量、分布范围、物理力学性质（特别是抗剪切）和水理性质，含水层的水压、透水性和岩石力学强度差异明显的岩层界面位置及特征。

2）层状岩类边坡：查明软弱夹层的层位、岩性、厚度、产状、分布；粘土矿物成分、含量、物理力学和水理性质；各类结构面的发育程度和组合关系，含水层的水压等。

3）块状岩类边坡：查明边坡与各类结构面的产状、组合关系、结构面的发育程度、充填物成分、

23

分布及物理力学性质。

（3） 剥离物强度勘探

1）对适宜建设特大型露天开采的矿床，应着重查明岩（煤）石强度的空间分布规律，为能否采用轮斗开采提供岩（煤）石的力学强度基础资料。

2）运用地质方法及物探测井配合岩石物理力学试验进行岩（煤）层对比，着重查明剖面上岩（煤）层层序、岩性、厚度、结构；岩（煤）石强度变化；岩（煤）石裂隙发育程度、规模、密度、产状、充填胶结情况，建立完整的地质柱状及其对比剖面。尤其应查明硬岩的层位、岩性、厚度、分布及其在剥离物中的比例。

5.3 工程布置原则

5.3.1 勘探工程应能控制采矿工程可能影响的范围。

5.3.2 已确定开采方式的矿区，勘探工程的布置应结合开采方式。

5.3.3 井工开采的矿区，主要工作量应放在先期开采地段，根据工程地质条件复杂程度沿煤层走向与倾向以工程地质剖面控制。

5.3.4 应重视地表工程地质测绘和地质孔的岩芯编录等基础工作，在此基础上结合采矿工程需要，布置工程地质勘探剖面，工程地质孔应与地质、水文地质孔相结合，一孔多用。

5.3.5 露天开采矿区，边坡勘探的重点是首期开采地段的长久帮和边帮，以勘探剖面进行控制。 5.3.6 剥离物强度勘探，重点是首期开采地段，同时对全区作适当控制。勘探线沿岩石强度变化的主导方向布置，其线距视岩石强度均匀程度、勘探面积大小而定。剥离物强度小于6MPa的松散软岩类矿区，可选择少量钻孔取芯进行采样试验；6～15MPa的中硬岩类矿区线距400～1200m；强度大于15MPa的硬岩类矿区一般只宜布少量钻孔进行控制。

5.3.7 工程地质勘查工程量可按附录L执行。所控制的面积与水文地质勘查面积一致，结合面积的大小可酌情增减工程量。工程地质测绘工作可与水文地质测绘综合进行。

5.4 勘查技术要求 5.4.1 工程地质测绘

5.4.1.1 范围以达到采矿工程可能影响的边界外200～300m ，比例尺为1：10000～1：2000。 5.4.1.2 测绘内容

1、划分工程地质岩组，详细调查软弱岩组的性质、分布及其工程地质特征。

2、调查区内软弱夹层及各类结构面的分布、物质组成、胶结程度、结构面的特征及组合关系，按附录D进行分级。

3、按岩组和不同构造部位进行节理裂隙统计，测量其产状、宽度及延伸长度，编制玫瑰花图或极射赤平投影图，确定优势节理裂隙发育方向，参照附录H划分岩体结构类型。

4、对主要围岩的风化特征进行研究，可参照附录I划分岩体的强弱风化带。

5、对自然斜坡和人工边坡进行实地测定，研究边坡坡高、坡面形态与岩体结构的关系；调查各种物理地质现象。

6、对矿区工程地质条件有影响的地下水露头点、含水岩层与隔水层接触界面特征、构造破碎带

24

的水理性质进行重点调查研究。

7、详细调查生产矿井及相邻矿山的各类工程地质问题；调查露采边坡变形特征、变形类型、形成条件和影响因素，井巷变形破坏特征、支护情况，变形破坏与软弱层、破碎带、节理裂隙发育带等结构面的关系。

5.4.2 钻孔工程地质编录

5.4.2.1 钻孔工程地质编录内容包括：统计与描述岩芯块度及采取率，绘制岩芯块度柱状图；统计节理裂隙；确定钻孔中流砂层、破碎带、裂隙密集带、风化带与软弱夹层、岩溶发育带的位置和深度；并可按工程地质岩组用点载荷仪测定岩石力学指标。

5.4.2.2 按钻进回次测定岩石质量指标（RQD），确定不同岩组RQD值的范围和平均值。RQD值一般按公式（5-1）计算确定：

RQD（%）=

LpLt×100????????????（5-1）

式中：Lp——某岩组大于10cm完整岩芯长度之和，m；

Lt——某岩组钻探总进尺，m。

5.4.2.3 根据RQD值，按附录E划分岩石质量等级和岩体质量等级。

5.4.2.4 野外岩石点载荷强度试验的标准试件规格φ50mm，不同直径岩样的点载荷强度值换算为标准试件的强度值称为点载荷强度指数，按公式（5-2）计算：

?Is（50）=

PD3250??????????????（5-2）

2

式中：Is（50）——点载荷强度指数，MPa/cm；

P——破坏载荷，MPa； D—试样直径，cm。

抗压强度和点载荷强度指数的关系按公式（5-3）计算：

Rc=25Is（50）????????????????（5-3） 式中：Rc——岩石轴向抗压强度，MPa/cm；

Is（50）——点载荷强度指数，MPa/cm。 5.4.3 工程地质钻探

5.4.3.1 钻探深度：露天开采宜控制最终坡脚或坑底以下30～50m；井工开采控制到可采煤层及主要井巷标高以下20～30m。

5.4.3.2 钻孔孔径以满足采取岩、土物理力学试验规格为准。 5.4.3.3 要求全部取芯钻进。岩芯采取率可根据不同目的确定。

5.4.3.4 应进行物探测井，结合钻探地质剖面，确定岩石风化带深度、构造破碎带、岩溶发育带及层间软弱夹层的分布部位。

5.4.3.5 剥离物强度勘探工作中，为评价轮斗工艺开采的可能性，需取得完整钻孔断面岩石强度资料，建立钻孔岩石强度柱状。充分发挥物探测井的作用，配合力学试验成果，评价岩石强度及其变化规律。

25

22

5.4.4 工程地质测试

5.4.4.1 应选取代表性岩、土室内试样，测定其物理力学性质，工程地质条件中等～复杂的矿区，除选取代表性室内试样外，还可应用点载荷仪、携带式剪切仪进行钻孔及野外现场测试。

5.4.4.2 室内岩（土）样试验项目，按开采方式、勘查区实际情况，结合工程地质评价要求参照附录J选作。

5.4.4.3 岩（土）样采样要求

1、井工开采对先期开采地段可采煤层及其围岩按不同岩石分别采样；露天开采应在边坡地段自上而下分组采样。

2、松散软弱岩类，根据需要采样。

3、块状、层状岩类按不同岩石采样，可直接从岩芯采样；松散软弱岩类应利用坑道或山地工程采样，如在钻孔中取样，则应采取专门取芯工具，砂砾石样应保持原级配。

4、采样规格与数量可根据实验室的具体要求确定。

5.5 工程地质评价 5.5.1 评价要求

工程地质评价应在查明工程地质条件的基础上结合开采方式，对边坡稳定性或煤层顶底板及井巷围岩岩体质量给予定性和半定量的预测评价。

5.5.2 边坡稳定性评价 5.5.2.1 坚硬、半坚硬岩类

1）

边坡稳定性评价；根据边坡与各类结构面的组合关系、软弱夹层

情况，分析判断并预测边坡可能滑动变形的地段、范围、变形的性质、滑动面、切割面的可能位置，根据需要以类比法、经验数据法建议最终边坡角。

注：1）按岩石单轴极限抗压强度（R）将岩石强度分为：坚硬的R≥60MPa；半坚硬的60MPa～30MPa；软弱的R≤30MPa

5.5.2.2 松散软岩类边坡稳定性评价：一般将拟建采场划分为不同的工程地质区，并分区进行稳定性评价，建议最终边坡角；对具有饱水砂层的边坡，应根据需要进行专门性的预先疏干试验及饱水抗剪试验，在试验的基础上，建议边坡角。

5.5.3 煤层顶底板及井巷围岩岩体质量评价

宜采用两种方法对比评价，常用的方法为岩体质量系数法和岩体质量指标法。

5.5.3.1 岩体质量系数（Z）法：依据公式（5-4）求得岩体质量系数Z，按附录E2确定岩体质量优劣。

Z=I·f·S???????????（5-4）

式中： Z——岩体质量系数；

I——岩体完整系数（无资料时可用RQD值代替）； f——结构面磨擦系数（影响稳定的主要结构面）； S——岩块坚硬系数，S=

Rc； 102

RC——岩块饱和轴向抗压强度，MPa/cm。

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5.5.3.2 岩体质量指标（M）法，可按近似公式（5-5）粗略计算：

M=

Rc·RQD??????????（5-5） 30参照附录E3评价岩体质量的优劣。

6、环境地质调查与评价 6.1 一般要求

6.1.1 煤炭资源地质勘查工作中，应进行环境地质调查评价工作。

6.1.2调查评价采煤工程可能带来的环境地质问题，包括对土地资源的占用及破坏；对生态环境地质的破坏影响程度；对地表水及地下水造成污染；煤矿开采造成的地表塌陷及地裂缝；疏干排水导致地下水位下降及水资源影响程度；煤尘、粉尘及废气对大气的污染；动力机械形成的噪音；露天开采诱发的滑坡、崩塌、泥石流等。

6.1.3 普查阶段要调查区域及勘查区的自然地理及地质环境现状，了解区域性历史地震及近代地震烈度、新构造运动，了解已有工业对环境的影响程度，必要时可对污染源（物）采取少量代表性样品进行分析化验。

6.1.4 详查阶段应结合水文地质、工程地质勘查，了解勘查区内环境地质现状，了解造成环境污染的主要因素及其危害程度，并对勘查区内已有的污染源（物）采取少量代表性样品进行分析化验。对勘查区环境地质做出初步评价。

6.1.5 环境地质调查与评价工作，主要在勘探阶段进行，要求评价环境地质条件，详细研究地温变化，评述采煤工程引起的环境地质条件的可能变化。

6.2 环境地质调查

6.2.1 区域稳定性调查：收集矿区附近历史地震资料，调查地质构造及新构造活动情况，分析其是否有活动性断裂的存在。

6.2.2 调查勘查区所处社会环境（建筑物的类型、密度）和自然地理环境（旅游区、文物保护区、自然保护区等）。

6.2.3 调查生态环境（植被、动植物、国家保护动植物和生活住房等）。 6.2.4 勘查区调查内容

1、调查、收集地表水、地下水的环境背景值（污染起始值）或对照值。 2、对开发影响范围的滑坡、崩塌、山洪泥石流等物理地质现象进行野外调查。 3、调查地质体中可能成为污染源的物质的赋存状态、含量及分布规律。

4、当调查区有热（气）水时，应查明其分布、控制因素、水温、流量，水中气体及化学组分，了解热（气）水补给、径流、排泄条件。

5、按现行《煤、泥炭地质勘查规范》的相应要求，选择钻孔进行地温测量，确定恒温带深度、温度及地温梯度。

6、调查生态环境地质现状，预测煤矿开采后可能发生的变化及破坏程度。

7、矿区放射性调查：矿区发现有放射性元素，但确认无工业价值时，应对其影响安全生产和环

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境污染作出评价。

6.2.5 扩大延深勘探区调查内容

除上述调查内容外，还应重点调查下述内容：

1、调查由于矿坑排水而引起的区域地下水位下降，井、泉变化对当地用水的影响和地下水补给、径流、排泄条件的变化。

2、地表水污染调查，包括污染位置及废水、废渣中排出的主要污染物的浓度、年排放量、排放方式、排放途径和去向、处理和综合利用状况。

3、矿坑水污染调查，着重调查高硫煤矿床中对人体有害元素的矿坑排水及废弃的矸石堆在降水淋滤作用下对水体的污染。调查矿坑排放的高悬浮物（大于400mg/l）和高矿化水的排放浓度、分布范围以及对环境的危害程度。

4、调查煤矿开采中引起的岩溶塌陷、山体失稳、崩落、地裂、沉降等对地质环境的影响范围、破坏程度。

5、收集煤矿不同开采水平的井巷温度，确定其地温梯度。

6、调查矸石堆放场的稳定性，根据地形、地貌、水文、气象等因素，分析形成山洪泥石流的可能性以及复垦还田的情况。选择代表性的矸石堆采样进行工业分析、成分分析和淋溶试验，提出矸石堆的利用方向。

6.3 环境地质评价

6.3.1 区域稳定性评价：在全国地震烈度分区的基础上，根据断裂的活动性及工程地质条件，初步阐明区域稳定性及对工程建筑物的影响。

6.3.2水环境质量评价：在查明勘查区地表水、地下水的物理性质、化学成分及其变化、卫生防护条件的基础上，对水环境质量按照《GB 3838-2002》进行评价。

6.3.3 灾害地质评价：指出可能影响勘查区安全的滑坡、崩塌、山洪泥石流等物理地质现象的危害，河流洪水危害及放射性和其它有害物质的分布及其对人身安全的影响。

6.3.4 生态环境地质影响评价：提出可能影响的植被、动植物和区内居民房屋等的影响程度，提出防治措施和对策建议。

6.3.5 扩大延深勘探区环境地质评价：当煤矿开采已产生环境地质问题，如水体污染、塌陷、滑坡、地面开裂、泥石流、山体失稳等，应在查明形成条件的基础上，对现状进行评价，预测其发展趋势，提出防治意见。

6.3.6 确定勘查区地质环境类型：根据地质环境现状及煤矿开采引起的变化分为三类： 第一类 地质环境质量良好，附近无污染源，地表、地下水质良好（Ⅰ、Ⅱ），煤层和矸石不易分解出有害组分，生态环境影响很小。

第二类 地质环境质量中等：采煤可产生局部地表变形，但对地质环境破坏不大；区内无重大的污染源，无热害，地表水、地下水水质较好（不低于Ⅲ类），矿坑排水对附近水体有一定污染；煤层和矸石化学成分基本稳定，无其他环境地质隐患，生态环境有一定影响。

第三类 地质环境质量不良：水文地质工程地质条件复杂，因采煤可带来严重的环境地质问题，如地面塌陷、山体开裂失稳、井泉干涸，有热害或矿坑排水以及煤层、矸石有害组分的分解易造成

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对附近水体的污染，水体水质超过Ⅲ类标准，生态环境影响严重，植被破坏严重，居民房屋等破坏严重。

29

附 录 A 本标准用词说明

（规范性附录）

A1 执行本规范条文时严格程度的用词说明如下： A1.1 表示很严格，非这样做不可的用词：

正面词一般采用“必须”； 反面词一般采用“严禁”。

A1.2 表示严格，在正常情况下应这样做的用词：

正面词一般采用“应”；

反面词一般采用“不应”或“不得”。

A1.3 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：

正面词一般采用“宜”或“可”； 反面词一般采用“不宜”。

A2 条文中指明必须按其他有关标准和规范执行的写法为：

“应按??执行”或“应符合??要求或规定”，非必须按所指定的标准和规范执行的写法为：“可参照??执行”。

附 录 B 名 词 术 语

（规范性附录）

B1 主要充水含水层 main filling aquifer 指在矿床开采条件下，对井巷产生充水量最大的含水层。

B2 水文地质勘探 hydrogeological exploration 为水文地质目的钻孔的施工。 B3 单孔抽水试验 single well pumping test 仅在一个钻孔中进行的抽水试验。

B4 多孔抽水试验 pumping test with multiple observation wells 在一个主孔抽水，其周围设置若干观测孔观测地下水位的抽水试验。

B5 群孔抽水试验 interference wells pumping test 在抽水影响半径范围内，同时在两个以上钻孔中进行抽水并在其周围布置若干个孔观测水位的试验。

B6 矿坑正常水量 normal water yield of mines 有变化规律的充水因素（不含井巷突水、地表水倒灌等）所形成的矿坑涌水量的常见值。

B7 矿坑最大涌水量 maximum water yield of mines 有变化规律的矿坑充水因素（不含井巷突水、地表水倒灌等）所形成矿坑涌水量的最高峰值，计算方法依矿区的气象和水文地质条件具体情况确定。

B8 工程地质钻探 engineering geological drilling 指为工程地质目的钻孔的施工。

B9 矿山工程地质问题 engineering geological problems of mines 指采矿工程与岩体相互作用产生地质危害的总称。

B10 岩体 rock mass 地质体的一部分，指与工程建筑有关，即工程所辖地区及相邻地段的地

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结构 类型 代名亚类 地质背景 代号 名称 完整状态 结构面间距cm 完整性 系 数 结构面特征 结构体特征 强度MPa 泥质物多，所以破碎带起隔水作用，使地下水沿破碎带两侧富集；同时，地下水可以促使破碎带物质软化、泥化、崩解、膨胀，还可以产生化学管涌和机械管涌 水文地质特征 号 称 形态 断层破碎带、接触破碎带中一般均具有数条滑动面，带中节理、劈理密集而呈无序状。整泥、岩粉、碎个破碎带（包括屑、碎块、碎剧～强烈风化带）片等 呈块夹泥的松散状态或泥包块的松软状态。磨擦系数一般在0.20上下 散Ⅳ 体结构 构造变动剧烈，一般为断层破碎带、岩浆岩侵入接触破碎带以及剧烈～强风化带 ＜0.20 岩块的强度在此无实际意义

表H2

结构类型 代号 名称 代号 亚 类 名称 力学界质类型 岩体变形破坏的特征 工程地质评价要点 整体Ⅰ 块状结构 Ⅰ1 整体 结构 连续介质 硬脆岩石中的深埋地下工程可能出现岩爆，即脆性破裂，一般是沿裂隙端部产生。在半坚硬岩层中可能产生微弱的塑性变形 压缩变形微量，主要决定于结构面的规模、数量和方位以及结构体的强度。剪切滑移受结构面抗剪强度及岩块刚度、形状、大小所制约，部分岩石抗剪断强度可以发挥作用，滑移面多迁就已有结构面 变形受岩石组合、结构面所控制。压缩变形取决于岩性、岩层变位程度、结构面发育情况，缓倾和陡立岩层在拱顶和边墙可能出现弯曲拗折现象。剪切滑移受软面尤其面及软弱夹层的抗剪强度及其方位所制约 岩体的变形受破坏整体特征所控制，特别是软弱破碎岩层可能出现压缩、挤出底鼓等现象。洞室顶部、边墙易产生拗折现象。剪切滑移受结构面抗剪强度和薄板体的强度所控制 埋深大或处地震危险区的地下工程的围岩中，初始应力大能产生岩爆 Ⅰ2 块状 结构 连续或不连续介质 结构面的分布与特征，尤其Ⅱ、Ⅲ级结构面的存在及其组合的块体的规模、形状和方位；深埋或地震危险区地下开拓时，岩体中隐微裂隙的存在，可导致岩爆 Ⅱ1 层Ⅱ 状结构 Ⅱ2 层状 结构 不连续 介 质 薄层状结 构 岩石组合；层面特性及其结合力，岩层的产状；要特别注意软弱夹层、层间错动的存在和Ⅱ、Ⅲ级结构面的组合；水文地质结构和水动力条件 层间结合状态、软弱岩层的褶曲和坚硬岩层的破裂及其变化情况；地下水对弱破碎岩层的软化和泥化，块体及组合块体的存在及其稳定性

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结构类型 代号 名称 代亚 类 名称 力学界质类型 岩体变形破坏的特征 工程地质评价要点 号 Ⅲ1 镶嵌 结构 似连续 介 质 碎Ⅲ 裂结构 Ⅲ2 层状碎裂结构 不连续 介 质 压缩变形量直接与结构体的大小、形态、强度有关。结构面抗剪强度、结构体彼此镶嵌能力，在岩体变形破坏过程中起决定性作用。崩落坍塌是由表及里逐渐发展的，若及时喷锚即可改善表层的应力状态，防止变形的发展 结构面发育的组数及其特征；地下水的渗透特征以及工程岩体所处的振动、风化条件；Ⅱ、Ⅲ级结构面的存在及其组合关系，这些软弱结构面的特征以及块体、组合块体的稳定性 控制性软弱破碎带的方位、规模、组成物质的特性及其抗剪强度；相对完整岩体的骨架作用；地下水的赋存条件及其对岩体稳定性所起的作用 软弱结构面方位、规模、数量特征及其组合特征；结构面软弱物质的水理性以及地下水的赋存条件和作用；岩体变形的时间效应；组合块体对变形初始阶段的控制作用 岩体的变形破坏受软弱破碎带所控制，具备坍塌、滑移条件，还有压缩变形的可能 Ⅲ3 破碎 结构 不连续介质或似连续介质 整体强度低，坍塌、滑移、压缩变形均可产生。岩体塑性强，变形时间效应明显。岩体的变形破坏受软弱结构面的规模、数量、特性及其组合特征所决定 是岩体中工程地质特征最坏的部位，近松散介质，具显著的塑性特征，变形时间明显。基础的压缩沉降、边坡的塑性挤出、坍塌滑移、洞室的坍塌、鼓胀无不产生。其变形、破坏受破碎带的物质组成及其强度所控制 散Ⅳ 体结构

似连续 介 质 构造岩、风化岩的破碎物征；物质组成、物理～力学性质、水理特性等；注意断层破碎带的多期活动性和新构造应力场 附 录 I 岩体风化程度野外鉴定表

（资料性附录）

分 带 鉴 定 特 性 捶击浊音易粉碎，岩石全部退色，多数矿物粘土化，裂隙面明显，且粘土化，岩芯块度5～15mm，多角砾～岩块（片）状，为团块～碎裂结构 岩石表面和裂隙面有风化迹象，部分矿物风化变质，颜色变浅，有少量裂隙将岩体切割成20～50cm块体，不易击碎，基本保持母岩结构 强风化带 弱风化带

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附 录 J 岩（土）样室内试验项目表

（资料性附录）

岩、土类别 试验项目 颗粒成分 成分 矿物成分 化学成分 粘土矿物 比 重 容 重 相对密度 物理性质 天然含水量 软化系数 孔隙度（比） 界限含水量 膨胀性（膨胀量、冻胀量） 耐崩解性指数 安息角 吸水率（含水率） 压缩性 抗压强度（干、湿） 力学 性质 抗拉强度 抗剪强度（干、湿） 弹性模量（干、湿） 泊桑比 抗冻性 加里福尼亚承载比试验 落杉叽拉磨试验

砂质土 + + - - + + + + - + - - - + - + - - - - - - - - 粘性土 + + + + + + - + - + + + - - - + - - + - - - - - 多年 冻土 + + + + + + + - - - - + - + + + + + + - - - - - 软岩 + + + + + + - + + + - + + - + + + - + + - + - - 半坚硬岩石 - + + - + + - + + - - - + - + - + + + + + + + + 坚硬 岩石 - + - - + + - + + - - - - - + - + + + + - - + + 备注 露采剥离物强度应进行切割强度试验 38

附 录 K 水文地质勘查基本工程量表

表K1 孔隙、裂隙类充水矿床一般所需基本工程量表

类 型 项 目 阶段 简单 水文地质测绘 钻孔简易水文地质、 工程地质观测 预、普、详 勘探 普、详、勘 详 单孔 抽水 试验（次） 孔组（群孔） 大径孔组（群孔） 钻孔 勘探 勘探 详、勘探 普 长 期 观 测 地表水 详、勘 物理地质现象 揭露底板直接充水 含水层的地质钻 孔/km2 第四系加密孔 勘探 详、勘 500m～750m 岩、土样 水样 地面物探 水文测井 详、勘 250m～500m 按要求选择有代表性的点分层取样 除工程地质勘探线上的钻孔外，选择有代表性的钻孔分层取样 累计0.5 累计0.6 累计0.7 累计0.4 累计0.5 同 左 累计0.6 煤层隐伏露头附近加密到 生产矿井 详、勘 井泉 系统地详细收集资料 普、详、勘 选择有代表性的点 普 有必要时设站观测 对开采有影响的地段设足够的站进行观测 同 左 / / / 进行一般性了解 勘探 直1～2 孔隙类 中等 复杂 简单 裂隙类 中等 复杂 （1：50000）～（1：25000） （1：10000）～（1：5000） 全部钻孔均进行观测，根据实际需要选择观测项目 直1～2 直2～4， 间1～2 直2～3， 间1～2 / / / 直4～6， 间2～3 直3～4， 间2～3 直1～2组 必要时直1～2组 直6～8， 间1～2 直1～2 直1～2 / / / 直2～4， 间1～2 直2～3， 间1～2 / / / 直4～6， 间2～3 直3～4， 间2～3 直1～2组 必要时直1组 直6～8， 间1～2 同 左 普、详、勘 对开采可能有影响的地段设站观测 普、详 少量 少量 普、详、勘 选择有代表性的点取样 普、详、勘 一般应进行地面物探 详、勘 第四系加密孔，专门水文孔均应进行水文测井 同 左 注：表中，直——直接充水含水层；间——间接充水含水层。

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表K2 岩溶类充水矿床一般所需基本工程量表 类 型 项 目 阶段 简单 水文地质测绘 钻孔简易水文地质、 工程地质观测 预、普、详 勘探 普、详、勘 详 单孔 抽水 试验（次） 孔组（群孔） 大径孔组（群孔） 钻孔 勘探 勘探 详、勘 普 长 期 观 测 地表水 详、勘 物理地质现象 揭露底板直接充水 含水层的地质钻 孔/km2 生产矿井 详、勘 井泉 系统地详细收集资料 普、详、勘 选择有代表性的点 普 有必要时设站观测 对开采有影响的地段设足够的站进行观测 同 左 / / / 进行一般性了解 勘探 孔隙类 中等 复杂 简单 裂隙类 中等 复杂 （1：50000）～（1：25000） （1：10000）～（1：5000） 全部钻孔均进行观测，根据实际需要选择观测项目 直3～4， 直4～6， 间1～2 直1～2 间2～3 直2～3， 间1～2 直1组 / / 直6～8， 间3～5 直3～4， 间2～3 / 直1～2组 直6～8， 间1～2 直3～5， 间2～3 直1～2 / / / 直5～8， 间3～5 直3～4， 间2～3 直1～2组 / / 直8～10， 间5～6 直4～5， 间2～3 / 直1～2组 直6～8， 间1～2 同 左 普、详、勘 对开采可能有影响的地段设站观测 普 详 勘探 煤层隐伏露头附近加密到 / 0.1～0.2 累 计 0.5～1.0 少量 0.2～0.4 累 计 1.0～1.5 同 左 500m～750m 250m～500m 揭露底板含水层孔数20%取化学分析样 同 左 0.3～0.6 累 计 1.5～2.5 第四系加密孔 详、勘 岩、土样 水样 地面物探 水文测井 详、勘 选择有代表性的钻孔分层取样 普、详、勘 选择有代表性的点取样 普、详、勘 一般应进行地面物探 详、勘 第四系加密孔，专门水文孔均应进行水文测井 底板含水层段要测井，其他同左 注：表中，直——直接充水含水层；间——间接充水含水层。

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