第十一章5矿床水文地质学讲义
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水文地质基础知识 ppt课件
孔隙－松散岩层 裂隙－基岩 溶隙（溶穴）－可溶性岩石
空隙性
指岩石空隙的大小、多少、形状、分 布特点以及连通情况等。这些特性 对于地下水的埋藏、分布、运动有 重要的影响。
岩石中的空隙
松散岩层孔隙特点
孔隙率（度）：一定体积岩石（包括孔隙）中孔隙体积所占的比例。
n Vn 100% V
影响松散岩层孔隙度的因素
“理想土”模型
颗粒排列方式和密实程度 颗粒大小和形状 分选程度 土壤结构（单粒、团粒结构） 其他因素：次生裂隙、根孔、虫孔等
裂隙
成岩裂隙 构造裂隙 风化裂隙
裂隙性
裂隙的方向、宽度、延伸方向、充填情况等。 裂隙率
Kr Vr V
溶穴
发生在可溶性岩石之中 具有继承性 岩溶率（溶隙率）
岩石空隙的特性（均匀性、方向性、连通性）
松散岩类：空隙分布均匀、连通性好 基岩裂隙：不均匀、具方向性、不同方向裂隙可形成裂隙网
络 可溶岩溶隙：极不均匀、很强的方向性、容易形成各自的岩
溶水流系统。
按含水介质的地下水分类
层。
支持毛细带 中间带 土壤水带
水文地质学研究的重点是饱水带。但包气 带作为补给通道作用也不容忽视。
地下水赋存
含水层
定义：饱含水的透水层，或能够透过并给出相当数量水的岩 层。
辨异：饱含水的弱透水层（粘土、沿粘土等）；不含水的透 水层（沙漠、被疏干的含水层等）
隔水层
定义：不透水的岩层，或不能透过并给出一定水量的岩层。 辨异：隔水层的相对性，并非完全隔水－弱透水层
下可以进行三种状态的相互转化 全球水文循环是闭合系统，局部为开放系统 水文循环过程伴随着能量的转换和其他物质的运移和聚集
空隙性
指岩石空隙的大小、多少、形状、分 布特点以及连通情况等。这些特性 对于地下水的埋藏、分布、运动有 重要的影响。
岩石中的空隙
松散岩层孔隙特点
孔隙率（度）：一定体积岩石（包括孔隙）中孔隙体积所占的比例。
n Vn 100% V
影响松散岩层孔隙度的因素
“理想土”模型
颗粒排列方式和密实程度 颗粒大小和形状 分选程度 土壤结构（单粒、团粒结构） 其他因素：次生裂隙、根孔、虫孔等
裂隙
成岩裂隙 构造裂隙 风化裂隙
裂隙性
裂隙的方向、宽度、延伸方向、充填情况等。 裂隙率
Kr Vr V
溶穴
发生在可溶性岩石之中 具有继承性 岩溶率（溶隙率）
岩石空隙的特性（均匀性、方向性、连通性）
松散岩类：空隙分布均匀、连通性好 基岩裂隙：不均匀、具方向性、不同方向裂隙可形成裂隙网
络 可溶岩溶隙：极不均匀、很强的方向性、容易形成各自的岩
溶水流系统。
按含水介质的地下水分类
层。
支持毛细带 中间带 土壤水带
水文地质学研究的重点是饱水带。但包气 带作为补给通道作用也不容忽视。
地下水赋存
含水层
定义：饱含水的透水层，或能够透过并给出相当数量水的岩 层。
辨异：饱含水的弱透水层（粘土、沿粘土等）；不含水的透 水层（沙漠、被疏干的含水层等）
隔水层
定义：不透水的岩层，或不能透过并给出一定水量的岩层。 辨异：隔水层的相对性，并非完全隔水－弱透水层
下可以进行三种状态的相互转化 全球水文循环是闭合系统，局部为开放系统 水文循环过程伴随着能量的转换和其他物质的运移和聚集
5-1 矿床水文地质学讲义(充水条件)
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4、采矿方法
支撑采矿法，崩落采矿法：
支撑采矿法分天然和人工两种： 天然支撑法又称矿柱法，采用保留安全矿柱（永久、暂时） 的方法保持围岩稳定性，适用于围岩稳固的采区； 人工支撑采矿法：是用人工支撑的方法控制地区，保护采 区安全生产。
2017/3/15
第21页
崩落采矿法：运用于采空区上方无城镇，地表水或无强含 水层的采区，是利用顶板崩落的岩块充填采空区，控制围岩的 位移，确保安全生产。崩落法是最常用的采矿方法，但它对矿 床充水的威胁也最大。
2017/3/15
第36页
３、矿井涌水强度及其变化，与含水层水量组成有关。 当涌入水以储存量为主时，揭露初期涌水量大、易突水， 后逐渐减少，容易疏干；当涌水以补给量为主时，则涌水 量由小变大，后趋于相对稳定，多不易疏干。
一、矿石、矿体、矿床及矿产 二、矿体的形状及产状 三、矿床成因类型及其与周围含水层间的关系 四、矿床开采
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第3页
一、矿石、矿体、矿床及矿产
矿石：凡含经济上有价值和技术上可提取有用元素、化合物或 矿物的岩石。 矿体：矿石的自然堆积体。 它是独立的地质体，有一定的形状、大小和产状，占有一定的 空间。 包围矿体的无实用价值的岩石称矿体的围岩。矿体和围岩石间 的界面有清晰的．也有逐渐过渡的。 矿床：由成矿地质作用在地壳中形成的质和量皆符合当前经济 技术条件，可被开采和利用的地质体总称。它由矿体和围岩组成。 一个矿床可由一个或多个矿体组成。
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第27页
矿坑涌水量随降水量变化曲线（京西王平村矿） 1-降水量；2-矿坑涌水量
2017/3/15 第28页
1979年8月16日矿井淹没事故
2017/3/15 第29页
4、采矿方法
支撑采矿法，崩落采矿法：
支撑采矿法分天然和人工两种： 天然支撑法又称矿柱法，采用保留安全矿柱（永久、暂时） 的方法保持围岩稳定性，适用于围岩稳固的采区； 人工支撑采矿法：是用人工支撑的方法控制地区，保护采 区安全生产。
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崩落采矿法：运用于采空区上方无城镇，地表水或无强含 水层的采区，是利用顶板崩落的岩块充填采空区，控制围岩的 位移，确保安全生产。崩落法是最常用的采矿方法，但它对矿 床充水的威胁也最大。
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３、矿井涌水强度及其变化，与含水层水量组成有关。 当涌入水以储存量为主时，揭露初期涌水量大、易突水， 后逐渐减少，容易疏干；当涌水以补给量为主时，则涌水 量由小变大，后趋于相对稳定，多不易疏干。
一、矿石、矿体、矿床及矿产 二、矿体的形状及产状 三、矿床成因类型及其与周围含水层间的关系 四、矿床开采
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一、矿石、矿体、矿床及矿产
矿石：凡含经济上有价值和技术上可提取有用元素、化合物或 矿物的岩石。 矿体：矿石的自然堆积体。 它是独立的地质体，有一定的形状、大小和产状，占有一定的 空间。 包围矿体的无实用价值的岩石称矿体的围岩。矿体和围岩石间 的界面有清晰的．也有逐渐过渡的。 矿床：由成矿地质作用在地壳中形成的质和量皆符合当前经济 技术条件，可被开采和利用的地质体总称。它由矿体和围岩组成。 一个矿床可由一个或多个矿体组成。
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矿坑涌水量随降水量变化曲线（京西王平村矿） 1-降水量；2-矿坑涌水量
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1979年8月16日矿井淹没事故
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矿床水文地质学讲义
2018/11/1
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4）降深：矿坑涌水量预测多为大降深下推。此时开采条件 对水文地质条件的改变难以预料和量化，这与供水小降深开采有 明显差异。 5）工程控制程度：矿床水文地质勘探从属于矿产地质勘探， 与专门性的供水水文地质勘探对比，前者一般投入小、工程控制 程度低，预测所需的信息量相对少而不完整。 以上特点，决定了矿坑涌水量预测中存在诸多产生误差的 客观条件。因此属于评价性计算，为矿山设计及采前进一步专门 性补充勘探提供依据。
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2、 选择计算方法与相应的数学模型 详勘阶段均要求选择2个或2个以上的计算方法，以相互检 验和映证。选择时必须考虑三个基本要素： （1）矿床的充水因素及水文地质条件复杂程度。 如：位于当地侵蚀基准面之上，以降水入渗补给的矿床， 应采用水均衡法；水文地质条件简单或中等的矿床，可采用解 析法或比拟法；水文地质条件复杂的大水矿床，要求采用数值 方法； （2）勘探阶段对矿坑涌水量预测的精度要求； （3）勘探方法、勘探工程的控制程度与信息量。
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（三）、矿坑涌水量预测的步骤 矿坑涌水量预测是在查明矿床的充水因素及水文地质条件 的基础上进行的。它是一项贯穿矿区水文地质勘探全过程的工 作。一个正确预测方案的建立，是随着对矿床地质勘探程度的 深入和矿床水文地质条件认识的不断深化而逐渐完成的，一般 应遵循如下三个基本步骤： 1、 构造水文地质概念模型 2、 选择计算方法与相应的数学模型 3. 计算数学模型，评价预测结果
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对于复杂的大水矿床，建立一个可靠的概念模型，大致经 历以下三个阶段： 第一阶段：通过对以往资料的整理，提出水文地质模型的 “雏型”，作为下一步勘探设计的依据。尤其对大型抽（放） 水试验的设计具有特殊重要的意义； 第二阶段：根据进一步勘探提供的各种信息数据。特别是 大型抽(放)水资料，通过流场分析或数值模拟，完成对“雏型” 模型的调整，建立水文地质模型的“校正型”； 第三阶段：在“校正型”的基础上，按开采方案给出疏干 工程的内边界条件，根据勘探资料预测不同疏干条件下的外边 界条件，建立水文地质概化模型的“预测型”
水文地质学矿床水文地质学讲义充水条件
能造成并巷涌水的含水层称矿床充水层。有些含水层，虽 接近矿井，但在天然和开采时其中水皆不能进入井巷，则不属 于矿床充水层。可是当采矿破坏了它的隔水条件时，亦可转化 为充水层。当地下水成为主要涌水水源时，有如下规律。
１、矿井涌水强度与充水层的空隙性及其富水程度有关。 一般，裂隙水的充水强度小、孔隙水中等，岩溶水最大；井 巷位于富水地段者涌水量大，处于弱含水地段者小；矿体和围 岩含饱水流砂时，可造成流砂冲溃。
沉积矿床所产矿种大多产量丰富，尤其是生物化学和胶 体化学沉积矿床，多与碳酸盐岩共生，多具有利蓄水的构造， 受岩溶水的威胁．致使矿床水文地质条件极为复杂．国内、 外大水矿床多属此类。
13.12.2020
第9页
（6）变质矿床：系伴随岩石变质过程，由有用元素富集而 成的矿床，除产金、铀、铜、铅、锌等金属矿产外，还产滑石、 石墨、石棉等非金属矿产，多数为水文地质条件简单的裂隙充 水矿床。
13.12.2020
第23页
一、基本概念
矿床充水：自然状态下矿床和围岩中赋存的水； 矿坑涌水：采矿时流人井巷的水； 矿井突水：超过矿井正常排水能力的瞬时大量涌水。 充水强度、涌水强度和突水强度：充水、涌水和突水的 水量大小。 矿山井巷之所以有水涌入，是各种水源通过各种通道进入 井巷造成的，其涌入水量的大小主要受矿床赋存与开采的具体 条件控制。
因此，充水水源与通道是形成矿坑涌水的必备条件，加 上影响涌水强度诸因素，三者综合作用称矿床充水条件。
13.12.2020
第24页
13.12.2020
矿床充水分析示意图
第25页
二、充水水源
（一）、大气降水为主要充水水源的矿床
其充(涌)水特征与降水、地形、岩性和构造密切相关。 １、矿井涌水动态与当地降水动态相一致，具明显的 季节性和多年周期性的变化规律。
１、矿井涌水强度与充水层的空隙性及其富水程度有关。 一般，裂隙水的充水强度小、孔隙水中等，岩溶水最大；井 巷位于富水地段者涌水量大，处于弱含水地段者小；矿体和围 岩含饱水流砂时，可造成流砂冲溃。
沉积矿床所产矿种大多产量丰富，尤其是生物化学和胶 体化学沉积矿床，多与碳酸盐岩共生，多具有利蓄水的构造， 受岩溶水的威胁．致使矿床水文地质条件极为复杂．国内、 外大水矿床多属此类。
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（6）变质矿床：系伴随岩石变质过程，由有用元素富集而 成的矿床，除产金、铀、铜、铅、锌等金属矿产外，还产滑石、 石墨、石棉等非金属矿产，多数为水文地质条件简单的裂隙充 水矿床。
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一、基本概念
矿床充水：自然状态下矿床和围岩中赋存的水； 矿坑涌水：采矿时流人井巷的水； 矿井突水：超过矿井正常排水能力的瞬时大量涌水。 充水强度、涌水强度和突水强度：充水、涌水和突水的 水量大小。 矿山井巷之所以有水涌入，是各种水源通过各种通道进入 井巷造成的，其涌入水量的大小主要受矿床赋存与开采的具体 条件控制。
因此，充水水源与通道是形成矿坑涌水的必备条件，加 上影响涌水强度诸因素，三者综合作用称矿床充水条件。
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矿床充水分析示意图
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二、充水水源
（一）、大气降水为主要充水水源的矿床
其充(涌)水特征与降水、地形、岩性和构造密切相关。 １、矿井涌水动态与当地降水动态相一致，具明显的 季节性和多年周期性的变化规律。
《水文地质》课件
● 06
第六章 总结与展望
水文地质的基本 概念
水文地质是研究地下水运动规律和地下水与地质环境关系 的学科，通过对地下水系统的深入了解，可以更好地应用 于环境保护和工程建设中。地下水的开发利用也是未来的 重要方向。
地下水运动规律
地下水循环
描述地下水在地球 中的循环方式
地下水排泄
解释地下水的排泄 方式
01 矿区地下水的运动规律
地下水在矿区中的流动特点
02 矿产开采影响
矿产开采对地下水资源的影响
03
矿产开采对地下水的影 响
矿产开采活动可能导致矿区地下水位下降，地下水紧缺，地 下水质污染等问题。矿产开采对周边环境和生态系统的影响 较大，需要进行科学评估和合理控制，以保护地下水资源的 可持续利用。
学习方法
结合理论与实 践
多进行案例分析
加强动手能力
多进行田野调查和 实验
评估方式
课堂测验
考察学生对课程内容的掌握程 度
作业与实验报告
加强学生的实践能力和独立思 考能力
参考书目
《水文地质学》
深入了解水文地质 领域的理论知识
《水文地质与 水文地质工程》
应用水文地质知识 解决实际工程问题
● 02
第2章 地下水的形成与分布
● 04
第4章 地下水与地质环境
岩溶地质特点
岩溶地质是一种特殊的地质构造，其特点包括岩溶溶蚀作用 强烈、地下水流动通道复杂等。岩溶地质景观丰富多样，例 如溶洞、溶岩地貌等，对地下水运动有重要影响。
岩溶地下水运动规律
溶蚀作用影响
溶蚀作用形成的裂 隙是地下水流动通
道
水文特性
地下水水位波动大， 水质多变
能够运用水文地质知识解决实际问题
《水文地质学》ppt课件(2024)
01
02
03
04
水均衡法
通过计算区域水均衡要素，评 估地下水资源量。
解析法
利用数学物理方程描述地下水 运动，通过解析解计算资源量
。
数值法
建立地下水数值模型，模拟地 下水运动过程，评估资源量。
综合法
结合多种方法，综合考虑地质 、水文、气象等因素，进行综
合评价。
2024/1/29
16
地下水资源开发利用现状及问题
定义
研究地下水的分布、形成、运动 、化学和物理性质及其与周围环 境的相互关系的科学。
特点
综合性、区域性、实践性、预测 性。
4
水文地质学研究意义
水资源评价与合理开发
为水资源评价提供科学依据，指导水资源的合 理开发和利用。
工程地质问题
研究地下水对工程建筑物的影响，预测和防治 工程地质问题。
环境地质问题
物探
2024/1/29
应用地球物理勘探方法，如电法、磁 法、重力法等，间接推断地下水的分
布和埋藏条件。
钻探
利用钻探设备向地下钻进，获取岩芯 、水样等资料，揭示地下水的赋存状 态。
化探
通过采集和分析地下水、地表水、土 壤和岩石等样品中的化学元素和化合 物，了解水文地球化学特征。
21
水文地质图编制和成果表达
2024/1/29
8
地下水循环过程
01
02
03
地下水的补给
大气降水、地表水、凝结 水等通过包气带下渗，成 为地下水的补给来源。
2024/1/29
地下水的径流
在重力作用下，地下水由 高处向低处流动，形成地 下径流。
地下水的排泄
通过泉、人工开采、蒸发 等方式排泄到地表或大气 中。
矿井水文地质(PPT)
水质的研究
通过水样（水质）分析化验，分析含水层的补给和迳流及排泄条件，含水层间 及地表水之间的水力联系，以及评价水资源等提供数据； 水温变化也反应了地下水变化的一个侧面，对分析矿井水的来源具有一定参考 价值；
水质研究——聚类分析与模糊综合评判
三、表示矿井充水程度的方法
矿井充水程度反映矿井水文地质条件的复杂情况。通常，生产矿井用含水系 数来表示；基建矿井用涌水量大小来表示。
B）以侧向补给位主，因此补给区与分布区不一致； C）承压水迳流严格受隔水层控制，其埋藏分布主要取决于地质构造； D）承压水的动态受降水、蒸发、水文等因素影响，但不如潜水显著，水 位变化幅度小，一般有滞后性； F）由于有连续的隔水层的覆盖，承压水不易污染；
在承压水区，当断裂或人工 打井穿过其上面的隔水层时，承 压水即可上涌，如出水口低于水 源区，就会出现自流井(泉)。
老窑积水长期处于停滞，一般酸性大，腐蚀性强，别是高速 运转中的水泵叶轮，由于水的冲击和摩擦，腐蚀损坏得更快。
断层水：断层破碎带，常是地下水良好聚集场所和通道
断层水对矿井的影响，主要是由于巷道揭露或由采掘活动破坏了围岩 的隔水性能造成断层带的水涌入井下； 断层水主要特点：其静储量不大，但往往与地表水、高压强含水层沟 通，对矿井生产造成巨大威胁； 断层有时使煤层与富水性很强的岩溶水对口相接；或者由于间层的存 在碰坏了岩层的完整性，因而降低了岩层的强度，这些常是矿井水文地质 条件复杂化； 也有的断层破碎带内充填了许多破碎的柔性岩石（如粘土岩）、煤粉、 断层泥等，也可能起隔水作用。因此对断层的透水性质应作具体分析。如 果在矿井中有许多条断层，断层的交叉处是最容易发生透水事故的位置， 应特别注意。
按地下水的埋藏条件分类
矿床学第十一章 机械沉积矿床
§3 矿床分类及重要矿床特点
二、冲积砂矿床
、概念 2 、特点 3、有利于冲积砂矿床富集部位 4、分类
1
§3 矿床分类及重要矿床特点
二、冲积砂矿床
1、概念
冲积砂矿床 （allurvial placer deposit）： 是指含重矿物的岩石或矿床的风化碎屑物经河水搬 运到适合地方，通过机械沉积分异逐渐富集而形成 的矿床。
矿床学
第十一章 机械沉积矿床
§1
概念及特点 §2 形成条件 §3 矿床分类及重要矿床特点
第十一章 机械沉积矿床
§1
概念及特点
一、概念 二、特点
三、研究意义
第十一章 机械沉积矿床
§1 概念及特点
一、概念 机械沉积矿床(Mineral Deposit by Mechanical
3、寻找原生矿床 的重要标志。
第十一章 机械沉积矿床
§2 形成条件
一、物源及搬运介质 二、气候
三、地貌
第十一章 机械沉积矿床
§2 形成条件
一、物源及搬运介质： 1、物源（原岩） 1）原生矿床 Au —→ 砂金 2）岩石中副矿物 伟晶岩中Nd、Ta（如尼日利亚为世界产 量95%），花岗岩中独居石、金红石、锆石等，爆破角砾岩 （金伯砾岩）中的金刚石 2、搬运介质 1）风的分选 仅限于干燥地区，其作用较小； 2）冰川搬运能力强，但分选差，形成砂矿可能性小； 3）生物 尤其是微生物本身质量小，不可能搬运砂矿物； 4）水，尤其是流水是形成砂矿床最重要的营力。
三、滨海砂矿床
§3 矿床分类及重要矿床特点
一、矿床分类
煤矿设计资料矿井水文地质PPT学习教案
③ 承压水是矿井充水重要来源之一，需高度重视 。
第25页/共55页
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（二）按含水层空隙性质分类 可分成三类： 1、孔隙水: 储存于疏松岩层孔隙中的水称为孔隙水。 特点：岩石颗粒大而均匀，则孔隙大、透水性好、 水量大； 岩石颗粒细小而不均匀，则孔隙小，透性性 差，水量小。
第27页/共55页
②1毫克当量每升（meq/L）：1 meq/L等于 20.4 mg/L的Ca2+或12.6mg/L的Mg2+ 。
换算：1meq/L=2.8 H °
第16页/共55页
（3）硬度分类：根据水的总硬度将地下水分为五类。
类型
极软水 软水 微软水 硬水 极硬水
地下水硬度分类
硬度
每升毫克 当量（ 1meq/L)
第19页/共55页
五、含水层与隔水层
地下水能穿过岩石内部连通的孔裂隙而运动。 透水层：能被水透过的岩层叫透水层。 含水层：透水性能好且含有地下水的岩层都是含水层。 隔水层：透水性能差的岩层叫隔水层或叫不透水层。
第20页/共55页
六、地下水的分类
（一）按埋藏条件分类
可分成三类：
1、上层滞水：
埋藏在离地表不深的包气带中潜水位之上的季 节性水。分布局限，水量少，性明显，对煤矿生产无 影响。
时硬度和永久硬度。 ②暂时硬度：水沸腾后，由HCO3- 与Ca2+、Mg2+
结合生成碳盐沉淀出来 的Ca2+、Mg2+的含量。 ③ 永 久 硬 度 ： 水 沸 腾 后 ， 残 留 于 水 中 的 Ca2+ 、
mg2+的含量
第15页/共55页
（2）硬度表示法有二种：
①德国度（H °）：1H°相当于1升水中含有 10mg的CaO或7.2mg的 MgO，即1升水中含有7.2mg Ca2+ 或4.3mg的Mg2+ 。
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（二）按含水层空隙性质分类 可分成三类： 1、孔隙水: 储存于疏松岩层孔隙中的水称为孔隙水。 特点：岩石颗粒大而均匀，则孔隙大、透水性好、 水量大； 岩石颗粒细小而不均匀，则孔隙小，透性性 差，水量小。
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②1毫克当量每升（meq/L）：1 meq/L等于 20.4 mg/L的Ca2+或12.6mg/L的Mg2+ 。
换算：1meq/L=2.8 H °
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（3）硬度分类：根据水的总硬度将地下水分为五类。
类型
极软水 软水 微软水 硬水 极硬水
地下水硬度分类
硬度
每升毫克 当量（ 1meq/L)
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五、含水层与隔水层
地下水能穿过岩石内部连通的孔裂隙而运动。 透水层：能被水透过的岩层叫透水层。 含水层：透水性能好且含有地下水的岩层都是含水层。 隔水层：透水性能差的岩层叫隔水层或叫不透水层。
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六、地下水的分类
（一）按埋藏条件分类
可分成三类：
1、上层滞水：
埋藏在离地表不深的包气带中潜水位之上的季 节性水。分布局限，水量少，性明显，对煤矿生产无 影响。
时硬度和永久硬度。 ②暂时硬度：水沸腾后，由HCO3- 与Ca2+、Mg2+
结合生成碳盐沉淀出来 的Ca2+、Mg2+的含量。 ③ 永 久 硬 度 ： 水 沸 腾 后 ， 残 留 于 水 中 的 Ca2+ 、
mg2+的含量
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（2）硬度表示法有二种：
①德国度（H °）：1H°相当于1升水中含有 10mg的CaO或7.2mg的 MgO，即1升水中含有7.2mg Ca2+ 或4.3mg的Mg2+ 。
水文地质学课件ppt课件
岩石水理性质的意义
影响地下水的赋存状态、分布规律、运动特征以及地下水资源评价和开发利用等。
达西定律是描述地下水运动的基本定律，它表明地下水的运动速度与水力梯度成正比，而与地下水的粘滞性成反比。
地下水运动基本规律
包括含水层的渗透性、地下水的粘滞性、地形地貌、地质构造和气候条件等。
地下水运动的影响因素
生物性污染
加强污染源监管，减少污染物排放。
源头控制
采取工程措施，如截污沟、防渗墙等，防止污染物进入地下水。
过程阻断
对已污染的地下水进行治理，如抽出处理、原位修复等。
末端治理
04
CHAPTER
水文地质调查方法与技术
03
研究地下水与环境的相互作用，为生态环境保护提供科学依据。
01
查明区域水文地质条件，为水资源评价、开发利用和规划管理提供依据。
生态环境保护
随着全球生态环境问题的日益严重，水文地质学将在生态环境保护中发挥更大作用，如地下水生态修复、土壤污染治理等。
多学科交叉融合
未来水文地质学将与更多学科进行交叉融合，形成更为综合的研究领域和应用方向。
国际化合作与交流
加强国际间的合作与交流，共同应对全球性的水资源和环境问题，推动水文地质学的国际化发展。
02
预测人类活动对地下水环境的影响，提出防治措施和建议。
水文地质测绘
通过野外实地观察和测量，收集地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象等资料，编制水文地质图件。
遥感技术应用
利用卫星、航空等遥感技术获取大范围、多时相的地表信息，提取与水文地质相关的特征信息，为区域水文地质调查提供重要手段。
利用地球物理勘探方法（如重力、磁法、电法、地震等）探测地下岩层的物理性质差异，推断地下水的赋存状态和运移规律。
影响地下水的赋存状态、分布规律、运动特征以及地下水资源评价和开发利用等。
达西定律是描述地下水运动的基本定律，它表明地下水的运动速度与水力梯度成正比，而与地下水的粘滞性成反比。
地下水运动基本规律
包括含水层的渗透性、地下水的粘滞性、地形地貌、地质构造和气候条件等。
地下水运动的影响因素
生物性污染
加强污染源监管，减少污染物排放。
源头控制
采取工程措施，如截污沟、防渗墙等，防止污染物进入地下水。
过程阻断
对已污染的地下水进行治理，如抽出处理、原位修复等。
末端治理
04
CHAPTER
水文地质调查方法与技术
03
研究地下水与环境的相互作用，为生态环境保护提供科学依据。
01
查明区域水文地质条件，为水资源评价、开发利用和规划管理提供依据。
生态环境保护
随着全球生态环境问题的日益严重，水文地质学将在生态环境保护中发挥更大作用，如地下水生态修复、土壤污染治理等。
多学科交叉融合
未来水文地质学将与更多学科进行交叉融合，形成更为综合的研究领域和应用方向。
国际化合作与交流
加强国际间的合作与交流，共同应对全球性的水资源和环境问题，推动水文地质学的国际化发展。
02
预测人类活动对地下水环境的影响，提出防治措施和建议。
水文地质测绘
通过野外实地观察和测量，收集地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象等资料，编制水文地质图件。
遥感技术应用
利用卫星、航空等遥感技术获取大范围、多时相的地表信息，提取与水文地质相关的特征信息，为区域水文地质调查提供重要手段。
利用地球物理勘探方法（如重力、磁法、电法、地震等）探测地下岩层的物理性质差异，推断地下水的赋存状态和运移规律。
矿井水文地质与水害防治教材教学课件
矿井水文地质与水害防治教材 教学课件
目录
CONTENTS
• 矿井水文地质概述 • 矿井水害类型与防治方法 • 矿井突水灾害及其防治 • 矿井水文地质勘探与资料收集 • 矿井水文地质环境影响评价与保护
01 矿井水文地质概述
CHAPTER
水文地质基本概念
01
02
03
水文地质
研究地下水的形成、分治理、生态修复等，以降低矿 区水环境污染负荷，改善水环 境质量。
恢复方式包括自然恢复和人工 恢复，通过植被修复、土壤改 良、湿地建设等手段，逐步恢 复矿区水生态环境。
谢谢
THANKS
CHAPTER
水文地质勘探方法
钻探
地下水动态观测
通过钻孔获取地下岩层的物性、含水 层分布、厚度等信息。
设置观测井，定期观测地下水位、水 温等动态变化。
地球物理勘探
利用电法、地震、重力等物理方法探 测地下水文地质情况。
水文地质资料收集与分析
收集区域水文地质资料
了解地下水的补给、径流、排泄条件。
收集矿区水文地质资料
水文地质条件
指地下水与周围环境的相 互关系及其影响因素。
水文地质参数
描述地下水特征和运动规 律的数值，如渗透系数、 给水度等。
地下水的分类与特征
潜水
位于地下水位以下的饱 水带，无压，受大气降
水和地表水补给。
承压水
位于两个隔水层之间的 含水层，具有一定的压
力，受隔水层限制。
裂隙水
孔隙水
赋存在岩石裂隙中的地 下水，分布不均匀，运
总结词：基本概念
详细描述：矿井突水灾害是指在采矿过程中，地下水通过天然或人为的裂隙、断 层、溶洞等通道，突然涌入矿井的现象。其特征主要包括突发性、不可预测性、 破坏性强等。
目录
CONTENTS
• 矿井水文地质概述 • 矿井水害类型与防治方法 • 矿井突水灾害及其防治 • 矿井水文地质勘探与资料收集 • 矿井水文地质环境影响评价与保护
01 矿井水文地质概述
CHAPTER
水文地质基本概念
01
02
03
水文地质
研究地下水的形成、分治理、生态修复等，以降低矿 区水环境污染负荷，改善水环 境质量。
恢复方式包括自然恢复和人工 恢复，通过植被修复、土壤改 良、湿地建设等手段，逐步恢 复矿区水生态环境。
谢谢
THANKS
CHAPTER
水文地质勘探方法
钻探
地下水动态观测
通过钻孔获取地下岩层的物性、含水 层分布、厚度等信息。
设置观测井，定期观测地下水位、水 温等动态变化。
地球物理勘探
利用电法、地震、重力等物理方法探 测地下水文地质情况。
水文地质资料收集与分析
收集区域水文地质资料
了解地下水的补给、径流、排泄条件。
收集矿区水文地质资料
水文地质条件
指地下水与周围环境的相 互关系及其影响因素。
水文地质参数
描述地下水特征和运动规 律的数值，如渗透系数、 给水度等。
地下水的分类与特征
潜水
位于地下水位以下的饱 水带，无压，受大气降
水和地表水补给。
承压水
位于两个隔水层之间的 含水层，具有一定的压
力，受隔水层限制。
裂隙水
孔隙水
赋存在岩石裂隙中的地 下水，分布不均匀，运
总结词：基本概念
详细描述：矿井突水灾害是指在采矿过程中，地下水通过天然或人为的裂隙、断 层、溶洞等通道，突然涌入矿井的现象。其特征主要包括突发性、不可预测性、 破坏性强等。
水文地质学课件pdf
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目录
• 水文地质学基本概念与原理 • 地下水资源评价与开发利用 • 地下水污染与防治技术 • 岩溶地区水文地质特征与工程问题 • 裂隙岩体水文地质特性与工程应用 • 专门性话题讨论与前沿动态分享
01
水文地质学基本概念与原理
Chapter
水文地质学定义及研究对象
水文地质学定义
研究地下水分布、运动、形成、 变化及与周围环境相互关层、隔水层、地下水流、水质、 水温等。
地下水赋存条件与分类
赋存条件
地下水的赋存需要具备一定的地质构 造、岩性、地貌、气候等条件。
分类
根据埋藏条件可分为上层滞水、潜水 、承压水；根据含水层性质可分为孔 隙水、裂隙水、岩溶水。
06
专门性话题讨论与前沿动态分 享
Chapter
海量数据处理在水文地质领域应用前景
大数据技术在水文地质领域的应用
利用大数据技术对海量水文地质数据进行处理、分析和挖掘，揭示地下水运动规律和水资 源分布特征。
数据驱动的水文地质模型
基于海量数据，构建高精度、高分辨率的水文地质模型，为地下水资源的评价、管理和保 护提供科学依据。
岩溶地区地下水水质一般较好， 但易受污染，且污染后治理难度 较大。
工程建设中遇到的岩溶问题探讨
01
02
03
地基稳定性问题
岩溶地区的溶洞、溶蚀裂 隙等导致地基承载力降低 ，易引发地基失稳问题。
渗漏问题
岩溶地区的溶蚀裂隙、管 道等构成地下水的运移通 道，易引发工程渗漏问题 。
突水突泥问题
在隧道、矿井等地下工程 中，岩溶地区的突水突泥 问题严重威胁施工安全。
地下水污染与防治技术
Chapter
地下水污染来源及途径
目录
• 水文地质学基本概念与原理 • 地下水资源评价与开发利用 • 地下水污染与防治技术 • 岩溶地区水文地质特征与工程问题 • 裂隙岩体水文地质特性与工程应用 • 专门性话题讨论与前沿动态分享
01
水文地质学基本概念与原理
Chapter
水文地质学定义及研究对象
水文地质学定义
研究地下水分布、运动、形成、 变化及与周围环境相互关层、隔水层、地下水流、水质、 水温等。
地下水赋存条件与分类
赋存条件
地下水的赋存需要具备一定的地质构 造、岩性、地貌、气候等条件。
分类
根据埋藏条件可分为上层滞水、潜水 、承压水；根据含水层性质可分为孔 隙水、裂隙水、岩溶水。
06
专门性话题讨论与前沿动态分 享
Chapter
海量数据处理在水文地质领域应用前景
大数据技术在水文地质领域的应用
利用大数据技术对海量水文地质数据进行处理、分析和挖掘，揭示地下水运动规律和水资 源分布特征。
数据驱动的水文地质模型
基于海量数据，构建高精度、高分辨率的水文地质模型，为地下水资源的评价、管理和保 护提供科学依据。
岩溶地区地下水水质一般较好， 但易受污染，且污染后治理难度 较大。
工程建设中遇到的岩溶问题探讨
01
02
03
地基稳定性问题
岩溶地区的溶洞、溶蚀裂 隙等导致地基承载力降低 ，易引发地基失稳问题。
渗漏问题
岩溶地区的溶蚀裂隙、管 道等构成地下水的运移通 道，易引发工程渗漏问题 。
突水突泥问题
在隧道、矿井等地下工程 中，岩溶地区的突水突泥 问题严重威胁施工安全。
地下水污染与防治技术
Chapter
地下水污染来源及途径
矿床水文地质
概括起来主要有两种： 单一因素分类：如按硬度、起源分类等； 综合特征分类：如根据地下水的埋藏条件则可分为
包气带水、潜水和承压水。
不论哪种类型的地下水，均可按其含水层的空隙性 质分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。
1. 概述
1.1 按埋藏条件和含水层空隙性质的地下水分类表
按含水层空隙性质
孔隙水
裂隙水
岩溶水
按埋藏条件 (疏松沉积层孔隙中的 (坚硬基岩裂隙中的 (岩溶化岩石中的
岩性变化
水量、水质 采 矿危害
（3）承压水
4）承压水等水压线图
1) 确定承压水流向 2) 确定初见水位 H0 3) 确定测压水位 H 4) 确定水力坡度I 5) 确定承压水埋藏深度
h1=Z-H0 6) 确定承压水头
hp =H-H0
试求右图中: ①A、B、C三点的初见
水位 H0； ②测压水位 H； ③承压水埋藏深度h1； ④承压水头hp； ⑤水力坡度I；
2.按埋藏条件分类的各类地下水特征
（3）承压水（pressure water)
1）概念 承压水是充满于两个隔水层间的重力水，又称为自流水。
补给区
承压区
含水层
（3）承压水
美国黄石公园的间歇泉 （由承压水排泄形成的上升泉）
（3）承压水
西藏羊八井热喷泉（由承压水排泄形成的上升泉）
（3）承压水
2）特征 补给区 排泄区 承压区
2.按埋藏条件分类的各类地下水特征
含水层和隔水层 所谓含水层是指储存有地下水并在自然条件或人为条件 下，能流出水来的岩石，由于这种含水的岩石大多呈层状， 所以叫做含水层，如砂层、砂卵石层等等。
有些岩层虽然含水但几乎不透水或透水很弱，称为隔水 层，如粘土、页岩等。
包气带水、潜水和承压水。
不论哪种类型的地下水，均可按其含水层的空隙性 质分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。
1. 概述
1.1 按埋藏条件和含水层空隙性质的地下水分类表
按含水层空隙性质
孔隙水
裂隙水
岩溶水
按埋藏条件 (疏松沉积层孔隙中的 (坚硬基岩裂隙中的 (岩溶化岩石中的
岩性变化
水量、水质 采 矿危害
（3）承压水
4）承压水等水压线图
1) 确定承压水流向 2) 确定初见水位 H0 3) 确定测压水位 H 4) 确定水力坡度I 5) 确定承压水埋藏深度
h1=Z-H0 6) 确定承压水头
hp =H-H0
试求右图中: ①A、B、C三点的初见
水位 H0； ②测压水位 H； ③承压水埋藏深度h1； ④承压水头hp； ⑤水力坡度I；
2.按埋藏条件分类的各类地下水特征
（3）承压水（pressure water)
1）概念 承压水是充满于两个隔水层间的重力水，又称为自流水。
补给区
承压区
含水层
（3）承压水
美国黄石公园的间歇泉 （由承压水排泄形成的上升泉）
（3）承压水
西藏羊八井热喷泉（由承压水排泄形成的上升泉）
（3）承压水
2）特征 补给区 排泄区 承压区
2.按埋藏条件分类的各类地下水特征
含水层和隔水层 所谓含水层是指储存有地下水并在自然条件或人为条件 下，能流出水来的岩石，由于这种含水的岩石大多呈层状， 所以叫做含水层，如砂层、砂卵石层等等。
有些岩层虽然含水但几乎不透水或透水很弱，称为隔水 层，如粘土、页岩等。
矿床水文地质徐九华幻灯片PPT
于固体，密度约为1.2～2.4g/cm3， 。它仍然不能传递静
冰点为－78℃，具有极大的粘滞度 水压力，但水膜较厚
、弹性和抗剪强度，没有溶解盐类 的弱结合水能向临近
的能力，不能传递静水压力；
的较薄的水膜缓慢移
动。
2. 水在岩土中的存在形式
毛细水由毛细力作用而充满在岩土毛细空隙(一般指直径小于 1mm的孔隙和宽度小于0.25mm的裂隙)中的水。
坚硬岩石由于岩浆的冷凝作用、地壳运动中构造应力 作用或风化剥蚀作用，在岩石中产生的裂缝，称为裂隙。
裂隙在岩石中的分布不均匀。
裂隙度（裂隙率 Kt ）
衡量裂隙发育程度的指标度，也 称为裂隙率。
Kt=Vt/V×100%
在岩层露头处或坑道中
Ka=ΣL·B/F×100% (面裂隙度)
岩层露头面积(F)，该面积上裂 隙的长度(L)及平均宽度(B)
水在岩土中存在形式
3. 岩土的水理性质
地下水存在和运动于岩土空隙中时，岩土所表现出来的各种性质，称 为岩土的水理性质。主要包括容水性、持水性、给水性和透水性。
容水性 岩土空隙所能容纳水的性能
容水度（Water Capacity）
体积容水度 VH2O/V=Vn/V+Vt/V+Vk/V 重量容水度 WH2O/W岩(干)=Wn/W+Wt/W+Wk/W
持水性 在自然条件下，岩土能够保持一定水量的性能
持水度（Water-holding property）
W薄膜水/W岩(干)
或 V薄膜水/V岩(干)
给水性 岩土在重力作用下，自由排出重力水的性能
给水度（Specific yield）= 容水度-持水度
µ= VH2O/V- V薄膜水/V岩(干)
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2020/11/28
第十一章5矿床水文地质学讲义
•一、矿床疏干的主要方法
• 为了采矿安全、提高工效和降低成本，采用经 济和技术上合理的各种工程措施，对涌人井巷或威胁 安全的各种水源进行排除或控制等科学管理的工作， 统称为矿床疏干。 •
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2020/11/28
第十一章5矿床水文地质学讲义
发生破坏地下水资源、引起地面塌陷和增大排水费用等问题。
• 防渗法的实质是使用注浆工程，在地下筑成不透水体，切断
井巷进水通道，用以隔绝涌水水源或大量减少矿井涌水量。
• 此类工程虽投资多、工程量大和周期长，但只要水文地
•质条件适合，则会收到阻水显著、长期经济收益好的效果，国内
外均有成功实例可予借鉴。
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2020/11/28
第十一章5矿床水文地质学讲义
•徐州青山泉煤矿截流
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2020/11/28
• 青山泉矿二、三号井 田属同一单斜构造，分布 有11层太原组灰岩含水层 (与开采有关的主要为浅 部岩溶发台的9、10两层)， 各层厚0.5—12m不等，构 成统一的含水组。地表被 3-10m厚的第四系所覆盖。 9层灰岩厚2．6m，距17 层煤顶板5—8m。10层灰 岩厚3.5m，为20层煤的直 接顶板。
第十一章5矿床水文地质学讲义
•徐州青山泉煤矿截流
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2020/11/28
• 三号井田枯季涌水量仅为 0.65m3／min左右，雨季一般为56m3／min，最大达7.9—16m3／ min，主要为降水渗入补给。二 号井田涌水量较大，枯季为13m3 ／min，雨季最高达95m3／min。 后因突水淹没，导致其水位不断 上升，地下水通过9、10层灰岩 岩溶通道流入三号矿井，使三号 矿井涌水量亦越来越大。1964年 雨季，三号井因受水威胁而被迫 停产。于是决定用注浆帷幕来切 断二号井水对三号井水的补给
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2020/11/28
第十一章5矿床水文地质学讲义
•(2)并行疏干
• 并行疏干是利用采矿工程或专门疏干工程，在采矿同时 进行疏干工作，其完成疏干的时间应提前于采矿工作。可分为： • 第一种，是在预先疏干任务完成后，停止原地表预先疏 干(需要时，亦可不停止)，代之以在井巷或露天矿场内设置的 各种排水设施，与采矿同时进行疏干。这些设施有垂直的降水 孔(井)、吸水孔及各种过滤器，以及水平的排水孔、疏水沟、 疏水平巷等。 • 第二种，是在水文地质条件简单的矿区，从采矿开始到 终止只进行并行硫干。 疏干时，应对预测的强水源或有突水 危险地段，进行超前探水与放水，以保安全。开始到终止只进 行并行硫干。
2020/11/28
第十一章5矿床水文地质学讲义
•第五节 矿床疏干与排供结合
• 矿床水文地质调查的核心任务，就是预测矿井涌水 量，探讨开采前后矿床水文地质条件的变化规律，为矿床 疏干设计、预测突水和保护矿区环境提供资料，在实际工 作中，三者是同时进行的(综合评价、设计和施工）。 • 为了采矿安全、提高工效和降低成本，采用经济和技 术上合理的各种工程措施，对涌人井巷或威胁安全的各种 水源进行排除或控制等科学管理的工作，也就是矿床疏干 工作。矿床疏干会破坏供水水源，恶化环境。因此，矿床 疏干措施的制定，从经济、技术与社会效应出发，兼顾采 矿、供水、环境保护等诸多利益。
•
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2020/11/28
第十一章5矿床水文地质学讲义
•2、疏水法
• 第二种，当开采矿床的直接顶底板含水或直接顶底板虽 有一定厚度的隔水层，但间接充水层水压过高，有突水危险时， 可采用从地表进行预先疏干或降压的方法，达到在安全条件下 采矿的目的，且不允许被疏干的地下水位或降低的水压恢复。 随开采范围扩大，仍可用原地表疏干方式，不断外扩预先疏干 范围，或停止原地表预先疏干，改在井巷内布置各种疏干措施， 继续进行预先疏干。
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2020/11/28
第十一章5矿床水文地质学讲义
• 3、防渗法
•
指堵截涌水水源于矿区或井巷之外的方法。用以保证安全
采矿，同时达到保护供水水源和保护地质环境的目的。留设安全
矿柱和建设防水闸(墙)等措施也属于此类。
• 防渗法主要用于恢复已掩井巷及涌水量过大或有突水威胁，
又有适合条件的大水矿区。对这类矿区，如采用疏水法，则多会
• 矿床疏干是一项具有引发矛盾性质的工作。
采矿上为防止矿井突水，总是希望最彻底或尽量多地排除
可能进入井巷和威胁采矿的各种水源，结果必将破坏当地天然 水资源平衡，减少供水量和恶化环境。
从供水和保护环境出发，则渴望尽可能地提供更多的地水
资源和保护天然地质环境不恶化。因此，合理地进行矿床疏干 是兼顾采矿、供水和保护地质环境、合理利用矿井水的统畴性 工作。
第十一章5矿床水文地质 学讲义
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2020/
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•主要内容
•第一节、矿床类型与矿床开采 •第二节、矿床充水条件 •第三节、矿床水文地质类型 •第四节、矿坑涌水量预测 •第五节、矿床疏干与排供结合 •第六节、矿床水文地质工作特点 •第七节、矿区环境地质
• 疏干防治水的各种方法，按其主要作
用分为防水法、 疏水法和防渗法。
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2020/11/28
第十一章5矿床水文地质学讲义
• 1、防水法
• 指防治降水、地表水与潜水流入矿区的方法，其主要目的 在于减少矿井涌水量。 • (1)汇集与排除矿区范围内降水形成的地表径流。方法有： • ①填堵井下进水通道，汇集矿区内原分布的水体，并排； • ②修筑边缘排水沟等地表防、排水工程，以拦截外围流来 的降水漫流、地表水和浅部潜水，并引出矿区之外。 • (2）矿区内地表水体的处理。可采用： • ①隔离水体，如修筑水体防渗层、敷设排水管道等； • ②不允许水体存在时，则采用移河措施。
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2020/11/28
第十一章5矿床水文地质学讲义
•2、疏水法
• 指对充水水源进行疏干或降压．以确保安全采矿的方法。 此法包括预先疏干、并行疏干和探放水。
• (1)预先疏干，多用于水文地质条件复杂的大水矿床。 分为两种情况：
• 第一种，当开挖井巷须临时通过强含水层或受高压水威 胁的地段时，可从地表打深孔预先疏干局部含水层或降低高压 水头至安全值以下。当井巷挖通，并封闭该含水层后，停止疏 干，允许原含水层恢复充水或原水压。