【规范】水文地质工程地质勘探规范（三）
矿区水文地质工程地质勘探规范(GB12719—1991)
5 矿区工程地质勘探
5.1 勘探类型划分
5.1.1 依据矿体及围岩工程地质特征，主要工程地质问题出现层位，将矿区工程地质勘探分为四类：
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。勘探中应着重查明岩(土)的岩性、结构及其物理力学特征。
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。勘探中应着重查明Ⅱ、Ⅲ级结构面(附录D)的分布、产状、延伸情况、充填物、粗糙度及其组合关系；蚀变带的宽度、破碎程度；风化带深度及风华程度。
第三类层状岩类：以碎屑岩、沉积变质岩、火山沉积岩为主的岩类。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。勘探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。
第四类可溶盐岩类：以碳酸盐岩为主，次为硫酸盐岩、盐岩等岩类。工程地质条件一般较复杂。勘探中应着重查明岩溶和蚀变带在空间的分布和发育程度，可溶岩的溶解性，第四系松散层和软弱层的分布、厚度、岩性、结构和物理力学性质。
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，将工程地质勘探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，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，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，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 勘探程度要求
5.2.1 一般要求
5.2.1.1 在研究矿区地层岩性、厚度及分布规律的基础上，划分岩(土)体的工程地质岩组，查明对矿床开采不利的软弱岩组的性质、产状与分布。
5.2.1.2 详细查明矿区所处构造部位，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，指出其对矿床开采的影响。
5.2.1.3 详细查明矿体及围岩的岩体结构、岩体质量，参照附录E．H对岩体质量及其稳定性作出评价。
5.2.1.4 可溶岩类矿床，应详细查明岩溶发育主要层位、深度、发育程度和主要特征、充水、充填情况及表部覆盖层的厚度、岩性、结构特征。
5.2.1.5 详细查明岩体的风化程度、强弱风化带界面及标高、强风化带的物理力学性质。对强蚀变矿区，应确定主要蚀变作用，圈定蚀变范围。
5.2.1.6 系统、完整地测定露采和井采影响范围内各种岩石(土)的物理力学参数。
5.2.1.7 矿层及其围岩含粘土的矿区，应查明粘土的成分、分布、厚度及其变化。
5.2.1.8 多年冻土区还需查明冻土类型、分布范围、温度(地温)、含冰率，测定多年冻土最大融化深度，季融层及覆盖层剥离后多年冻土融化速度，冻土层的上、下限。
5.2.1.9 船采砂矿区，还应查明松散层砾卵石的粒级、含量及分布、底板纵向和横向坡度、岩石硬度、岸坡的岩石组成及坡度，测量砂层水上、水下安息角。
5.2.1.10 扩大延深勘探矿区，应详细调查矿床开采中己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。
5.2.1.11 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。
5.2.2 边坡勘探应重点查明的问题
5.2.2.1 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。
5.2.2.2 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。
5.2.2.3 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、分布及物理力学性质。
5.2.3 剥离物强度勘探
5.2.3.1 对适宜建设特大型露天开采的矿床，应着重查明岩(矿)石强度的空间分布规律，为能否采用轮斗开采提供岩(矿)石的力学强度基础资料。
5.2.3.2 运用地质方法、物探测井配合岩石物理力学试验进行岩(矿)层对比，着重查明剖面上岩(矿)层层序、岩性、厚度、结构：岩(矿)石强度变化：岩(矿)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。注：按剥离物岩石抗压强度分为三类：第一类松散软岩类，岩石抗压强度小于6MPa；第二类中硬岩类，岩石抗压强度15—6MPa；第三类硬岩类，岩石抗压强度大于15MPa。
5.3 勘探工程布置原则和工程量
5.3.1 勘探工程布置原则
5.3.1.1 勘探工程应能控制采矿工程可能影响的范围。
5.3.1.2 在详查的基础上，已确定开采方式的矿区，勘探工程的布置应结合开采方式。
5.3.1.3 井下开采的矿区，主要工作量应放在首采地区(段)，兼顾深部，根据工程地质条件复杂程度沿矿体走向与倾向以工程地质剖面控制。
5.3.1.4 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，工程地质孑L应与地质、水文地质孔相结合，一孔多用。
5.3.1.5 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。
5.3.1.6 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。剥离物强度为第一类的矿区，可选择少量地质水文地质钻孔取芯进行采样试验；第二类矿区线距400～1 200m；第三类矿区一般只宜布少量钻孔进行控制。
5.3.2 勘探工程量，结合矿区实际情况参照表3确定
注：1）每条勘探剖面由3～5个工程地质孔或具有工程地质编录的地质孔、水文地质孔组成。
5.4 勘探技术要求
5.4.1 工程地质测绘
5.4.1.1 测绘范围以达到采矿工程可能影响的边界外200～300m，比例尺1：10000～1：2000。
5.4.1.2 测绘内容
a．划分工程地质岩组，详细调查软弱岩组的性质、产状、分布及其工程地质特征。
b.调查矿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。
c．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，编制玫瑰花图或级射赤平投影图，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。
d．对矿体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。
e．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。在多年冻土区应着重调查融区的分布、成因以及胀丘、冰锥、地下冰层、融冻泥石流堆积、热融滑塌、沉陷、沼泽湿地等的特征与分布。对含连续性冻土的矿床，还应测量冻层下限深度，并绘制冻层底板等高线及冻层等厚线图。
f．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、构造破碎带的水理性质进行重点调查研究。
g．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，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、蚀变带的位置和深度；并可按工程地质岩组用点荷载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(只RQD)，确定不同岩组RQD值的范围和平均值。RQD值一般按公式(2)计算确定；
式中：Lp——某岩组大于10cm完整岩芯1）长度之和，m；Lt——某岩组钻探总进尺，m。注：1)小于10cm岩芯若为钻进过程中机构破碎，则应上、下对接，其长度大于10cm时应参与计算；当钻头内径小于54.1mm时，RQD值作适当降低，根据经验降低20％～50％。
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。
5.4.3 坑道工程地质编录
5.4.3.1 对矿区的勘探坑道应全部进行工程地质编录，工程地质条件简单的矿区可适当减少，有生产坑道时可选择典型坑道进行。
5.4.3.2 坑道工程地质编录内容包括：对坑道所揭示的岩层划分岩组，重点观察描述软弱夹层、风化带、构造破碎带、蚀变带、岩溶发育带的特征，分布、产状、溶蚀现象；系统采取岩(矿)石物理力学试验样；统计节理裂隙；详细描述地下水活动对井巷围岩稳固性的影响及工程地质问题发生的位置不稳定地段掘进与支护方法。坑道变形地段必要时设置工程地质观测点，进行长期观测。
5.4.4 工程地质钻探
5.4.4.1 钻探深度：露采矿区宜控制到最终坡脚或坑底以下30—50m；井下开采矿区控制到矿床主要储量标高以下30—50m。
5.4.4.2 钻孔孔径以满足采取岩、土物理力学试验样规格为准。
5.4.4.3 要求全部取芯钻进。岩芯采取率，可根据不同的目的确定。
5.4.4.4 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。
5.4.5 工程地质测试
5.4.5.1 勘探矿区应选取代表性岩、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，还可应用点荷载仪、携带式剪切仪进行钻孔及野外现场测试。
5.4.5.2 室内岩(土)样试验项目，按开采方式、矿区实际情况，结合工程地质评价要求参照附录J选作。
5.4.5.3 岩(土)样采样要求
a.井采矿区对一期开拓水平以上矿体及其围岩按不同岩石分别采样；露采矿区应在边坡地段自上而下分组采样。
b.块状、层状岩类按不同岩石采样；松散软弱岩类，若岩性较均一，厚度大于10m时，每10m采一组样；岩性不均一时，根据岩性结构特征分层采样。
c.块状、层状岩类可直接从岩芯采样；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。
d.采样规格与数量可根据实验室的具体要求确定。
5.5 矿区工程地质评价
5.5.1 矿区工程地质评价应在查明矿区工程地质条件的基础上结合开采方式，对边坡稳定性或井巷围岩岩体质量给予定性和半定量的予测评价。
5.5.2 露采边坡稳定性评价
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，分别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，根据需要以类批法、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≥R≥30hpa；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 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：依据公式(3)求得岩体质量系数Z，按附录E2确定岩体质量优劣。
式中：Z——岩体完整系数；
I——岩体完整系数（无资料时可用RQD值代替）；
f——结构面摩擦系数(影响稳定的主要结构面)；
S——岩块坚硬系数；
Rc——岩块饱和轴向抗压强度。
5.5.3.2 岩体质量指标(M)法，可按近似公式(5)粗略估算：
参照附录E3评价岩体质量的优劣。
5.5.4 地下水溶开采的矿床，根据顶、底板岩(矿)石、夹层的物理力学性质、溶解性、膨胀性和液柱压力大小，结合开采方案综合分析，初步评价溶腔的稳固性。
6 矿区环境地质调查与评价
6.1 环境地质调查
6.1.1 区域稳定性调查，收集矿区附近历史地震资料，调查新构造活动情况，分析其是否有活动性断裂的存在。
6.1.2 调查矿区所处社会环境(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)。
6.1.3 勘探矿区调查内容
6.1.3.1 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。
6.1.3.2 对矿区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。
6.1.3.3 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。
6.1.3.4 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。
6.1.3.5 当矿体埋深较大(垂深>500m)应在不同构造部位选择代表性钻孔进行地温测量，确恒温带深度、温度及地温梯度。
6.1.3.6 矿区放射性调查
a．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境污染作出评价。
b. 在铀矿区应对有水钻孔和地下水露头取样，测试水中放射性元素含量，同位素比值和化学组分，水文地球化学指标，研究其在水平与垂向的分布规律。
6.1.4 扩大延深勘探矿区调查内容
6.1.4.1 调查由于矿坑排水而引起的区域地下水位下降,井、泉枯竭对当地用水的影响和地下水补给、径流、排泄条件的变化。
6.1.4.2 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。
6.1.4.3 矿坑水污染调查，着重调查硫化矿床(如黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等)、高硫煤矿床、放射性、汞、砷等矿床中对人体有害有毒元素的矿坑排水及废弃的尾矿和废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。
6.1.4.4 调查矿山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破坏范围、破坏程度。
6.1.4.5 收集矿山不同开采中段(水平)。的井巷温度，确定其地温梯度。
6.1.4.6 调查尾矿和废石堆放场的稳定性，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。
6.2 矿区环境地质评价
6.2.1 确定矿区地质环境类型：可根据地质环境现状及矿床开采引起的变化分为三类：
第一类 矿区地质环境质量良好，矿区附近无污染源，地表、地下水水质良好(Ⅰ、Ⅱ)1)，矿石和废石不易分解出有害组分。注：1)见GB 3838。
第二类 矿区地质环境质量中等：采矿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；矿石和废石化学成分基本稳定，无其他环境地质隐患。
第三类 矿区地质环境质量不良：矿区水文地质工程地质条件复杂，因采矿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矿石、废石有害组分的分解易造成对附近水体的污染，水体水质超过Ⅲ类标准。
6.2.2 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。
6.2.3 矿区水环境质量评价：在查明矿区地表水、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，按GB3838进行评价。
6.2.4 勘探矿区环境地质评价：指出可能影响矿区安全的滑坡、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。岩溶充水矿床应预测开采条件下可能出现的泥砂溃塌及疏干排水产生岩溶塌陷的程度、分布范围及地表水渗漏。倒灌等环境地质问题，并提出防治建议。
6.2.5 扩大延深勘探矿区环境地质评价：当开采矿区己产生环境地质问题，如水体污染、塌陷、滑坡、地面开裂、泥石流、山体失稳等，应在查明其形成条件的基础上，对现状进行评价，预测其发展趋势，提出防治意见。