矿区水文地质图、工程地质图的编图及着色

 

钱学溥(国土资源部) 

 

 

 

  要:矿区排水与水源地供水,水文地质图的编图原则有明显的不同。矿区工程地质图主要表达的应该是巷道顶底板的稳定性。《矿区水文地质工程地质勘探规范》GB 12719-91等规范,缺少有关矿区水文地质图、工程地质图的编图及着色方面的规定,本文提出了矿区水文地质图、工程地质图的编图及着色的方案,供参考。

关键词:矿区;水文地质图;工程地质图;编图;着色

 

 

 

编制提交矿区水文地质图和工程地质图的目的,是配合文字说明矿区的水文地质、工程地质条件。矿区排水与水源地供水,水文地质图的编图原则有明显的不同。矿区工程地质图主要表达的应该是巷道顶底板的稳定性。

二十多年前,图件着色的代价很大,因此,1991年颁发的GB 1271991《矿区水文地质工程地质勘探规范》,对矿区水文地质图和工程地质图,没有着色的要求。颜色是最直观、最醒目的信息。目前利用计算机制图着色十分便捷,应该对矿区水文地质图和工程地质图的着色有一个统一的规定。

矿区水文地质图、区域水文地质图、矿区水文地质剖面图和矿区工程地质剖面图,是矿区水文地质工程地质勘查的主要附图。

 

一、         水文地质图的编图

1、矿区水文地质图

(1) 矿区水文地质图是普查阶段矿区水文地质测绘的成果,比例尺一般是110000~1:2000。矿区水文地质图是以地质图作底图,包括平面图、剖面图和柱状图。普查报告必须提交矿区水文地质图。

(2) 矿区水文地质图平面图应着重表示:含水层及隔水层的分布、岩性及产状、初步认定的含水层富水性、泉水、水井及管井、地表水、河流的洪水位、河流的渗漏段、地下水流向、断层、陷落柱、岩浆岩等。

(3) 矿区水文地质图剖面图应着重表示:含水层及隔水层的岩性及产状、初步认定的含水层富水性、地下水水位、河流、水井及管井、断层、陷落柱、岩浆岩、钻探回次进尺冲洗液单位漏失量(简称:冲洗液单位漏失量qf,单位L/h.m)、冒裂带高度连线等。

(4) 矿区水文地质图柱面图,除了表达地层上下叠置的关系以外,主要是用简练的文字说明区内含水层和隔水层的分布、岩性、厚度、富水性、水质;泉水的流量和水质;水井及管井的出水量及水质等。

 

2、区域水文地质图

(1) 详查阶段必须修编提交包括完整水文地质单元的区域水文地质图,比例尺一般是1:200000~1:10000。区域水文地质图是进行矿坑涌水量计算的重要依据。详查及勘探报告必须提交区域水文地质图。

(2) 区域水文地质图一般是以搜集的1:20万区域水文地质图作基础,也可以以岩溶大泉泉域水文地质图或是其它的专门性区域水文地质图作基础。在这个基础上,必须经过野外路线踏勘,充分补充修编有关的水文地质资料。提交的区域水文地质图,必须注明原图编制的年份和单位。区域水文地质图包括平面图、剖面图和柱状图。

(3) 区域水文地质图平面图主要说明地下水的补给、径流和排泄。除含水层和隔水层外,应表示出:水文地质单元的边界;天然状态及目前排泄区泉水的位置、标高、流量、水质;全部的水文地质孔;代表性的供水管井;区内水源地的可开采量和开采量;各矿山的排水量;地下水的等水位线;富水性分区;断层和陷落柱;塌陷洼地;区内大型的河流和水库;大型水利枢纽的回水范围、正常高水位、库容、补给地下水的水量;勘查区的位置等。

(4) 按水文地质条件复杂程度的不同,区域水文地质图剖面图可以附1~3张。剖面图必须穿过勘查区、必须穿过比拟法计算矿坑涌水量相互比拟的生产矿山。剖面图主要表示含水层和隔水层的关系;含水层的产状、厚度、岩性、富水性、地下水水位;断层、陷落柱、岩浆岩与含水层的穿插关系等。剖面图必须通过水文地质孔并直观地展现出抽水试验段、水位等数据。剖面图可以是折角不大的一条折线,剖面图可以适当地加大垂直的比例尺。

(5) 区域水文地质图柱状图除了表达地层上下叠置的关系以外,主要是用简练的文字说明区内含水层和隔水层的分布、岩性、厚度、富水性、水质等。

 

3、矿区水文地质剖面图

1)矿区水文地质剖面图是详查及勘探阶段,根据勘查资料编制的图件,比例尺一般是1:5000~1:1000。详查和勘探报告必须提交矿区水文地质剖面图。

2)矿区水文地质剖面图是以地质剖面图作底图。矿区水文地质剖面图主要表明矿床的直接充水含水层、间接充水含水层、隔水层、含水层的富水性、地下水水位、冒裂带高度连线、突水系数、水文地质孔、河流及泉水、断层、陷落柱、岩浆岩、采空区及矿坑涌水量、勘探巷道的长度及涌水量、积水的老空区等。

3)矿区含水层及隔水层在2个以上,则宜自上向下进行编号。

4)矿区水文地质剖面图必须通过水文地质孔,其抽水试验段、地下水水位等应直观地展现在图面上。剖面图宜通过区内的河流、泉水并注明其流量。

5)矿区水文地质剖面图是配合文字说明矿区水文地质条件的,根据水文地质条件复杂程度的不同,矿区水文地质剖面图可以附1~2张,剖面图可以是折角不大的一条折线,可以适当地加大剖面图的垂直比例尺,也可以采用投影的方式表示一些重要的地质体。

 

二、         水文地质图的着色

1、一般说来,松散岩类孔隙含水层富水性强且较均匀;碎屑岩类孔隙裂隙含水层以裂隙水为主,富水性弱但较均匀;可溶岩类岩溶裂隙含水层富水性强但不均匀;结晶岩类裂隙含水层,只有风化带、断层破碎带和接触带含水,富水性弱或中等,新鲜岩石属隔水层。

2、上述四种含水岩类富水性特点不同,因此,松散岩类孔隙含水层用绿色表示;碎屑岩类孔隙裂隙含水层用棕色表示;可溶岩类岩溶裂隙含水层用蓝色表示;结晶岩类裂隙含水层用红色表示是适当的。

3、变质岩不划作单独的一种含水岩类。其中石英砂岩、板岩可以划作碎屑岩类孔隙裂隙含水层;白云岩、大理岩可以划作可溶岩类岩溶裂隙含水层;片麻岩可以划作结晶岩类裂隙含水层;片岩、千枚岩可以划作隔水层。

4、烧变岩比较特殊,它是煤层燃烧后形成的一种岩石,可以划作结晶岩类含水层,它以孔隙性含水为主,富水性强且较均匀。

5、上述4种颜色的深浅,反映各含水层的富水性,颜色较深的富水性较强,较浅的富水性较弱。隔水层和潜水位以上的包气带不着色。

6、矿区水文地质图及区域水文地质图的平面图和柱状图,含水层按上述的着色原则着色。矿层或矿体用黑色花纹图案表示,按上述的着色原则着色。其中,平面图只反映靠近地表的第一个含水层,深部的含水层用剖面图表示。

7、矿区水文地质图剖面图,钻孔左侧1厘米宽度范围内,岩性用黑色花纹图案表示;钻孔右侧1~2厘米宽度范围内,冲洗液单位漏失量qf值可用黑色直方线的形式表示。钻孔之间用黑色细线圈出含水层的范围,含水层按上述的着色原则着色。矿层或矿体用黑色花纹图案表示,按上述的着色原则着色。

8、区域水文地质图剖面图及矿区水文地质剖面图,钻孔两侧各1厘米柱状范围内,岩性用黑色花纹图案表示。钻孔之间用黑色细线圈出含水层的范围,含水层按上述的着色原则着色。矿层或矿体用黑色花纹图案表示,按上述的着色原则着色。

9、含水的断层破碎带、风化破碎带、接触破碎带、陷落柱以及积水的老窑和采空区,都应着比较深的颜色。

10、这种着色的原则比较直观:有颜色的部位就有水,没有颜色的部位就是隔水层或是包气带。4种颜色反映4种含水岩类;颜色的深浅反映了含水层的富水性。

 

三、         矿区工程地质剖面图的编图

1、矿区工程地质剖面图是详查及勘探阶段,根据勘查资料编制的图件,比例尺一般是1:5000~1:1000。详查和勘探报告必须提交矿区工程地质剖面图。

2、矿区工程地质剖面图以地质剖面图作为底图。矿区工程地质剖面图主要表明地层的岩性(用黑色花纹图案表示)、矿层矿体及其围岩岩石的强度(用颜色的深浅表示)、岩石的完整性(用RQD值表示)、工程地质孔岩石试样取样位置及物理力学指标、地下水水位、冒裂带高度连线、突水系数、采空区、风化带、断层破碎带、陷落柱、多年冻土带深度、声速测井物理力学指标解译曲线、地温等值线等。

 

1     岩石强度分类

岩石强度分类

坚硬岩 I

较硬岩 II

较软岩 III

软岩 IV

极软岩 V

饱和单轴抗压强度RC

     MPa

RC 60

60 RC >30

30 RC >15

15 RC >5

RC 5

 

3、根据工程地质条件复杂程度的不同,矿区工程地质剖面图可以附1~2张,剖面图可以是折角不大的一条折线,可以适当地加大剖面图的纵比例尺,也可以采用投影的方式表示一些重要的地质体。

 

四、         矿区工程地质剖面图的着色

1、一般说来,松散岩类的稳定性最差;碎屑岩类往往有软弱岩夹层;可溶岩类强度大,但可能有溶蚀孔洞的存在;结晶岩类强度大,但断层破碎带、接触破碎带和风化带可能比较发育。

2、上述四种工程地质岩类的强度和稳定性不同,因此,松散岩类用绿色表示;碎屑岩类用棕色表示;可溶岩类用蓝色表示;结晶岩类用红色表示是适当的。

3、上述4种岩类用4种不同的颜色着色。颜色的深浅,反映岩石的强度,颜色较深的强度较大,颜色较浅的强度较小,极软岩石可以不着色。

4、工程地质剖面图,钻孔左侧1厘米宽度范围内,岩性用黑色花纹图案表示:钻孔右侧1厘米宽度范围内,RQD值以黑色直方线的形式表示。钻孔之间用黑色细线圈出强度不同的岩层,按上述的着色原则着色。矿层或矿体用黑色花纹图案表示,按上述的着色原则着色。

5、如矿层较厚或矿体较大,则需要采取物理力学试样。如我国北方,一些褐煤的强度大于顶底板软岩的强度,需要保留部分褐煤作为顶底板,在这种情况下,褐煤需要采取一些物理力学试样。

6、这种着色的原则比较直观:4种颜色反映4种工程地质岩类;颜色的深浅反映岩石及矿层矿体的强度。4种工程地质岩类和4种水文地质岩类的岩性一致、颜色一致,便于记忆和应用。

7、工程地质图和水文地质图的着色原则不同,因此,工程地质图和水文地质图不能合并。

 

 

参考文献:

[1] 《矿区水文地质工程地质勘探规范》GB 12719-91

[2] 《工程岩体分级标准》GB/T 50218-2014

 

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