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礦區水文地質工程地質勘探規范

更新時間：2020-09-05　點擊量：1597

　《礦區水文地質工程地質勘探規范》

　　礦井水文地質勘探類型的劃分

　　（一）礦井水文地質勘探類型的劃分方案根據礦井主要充水含水層的容水空間特征，將充水礦井分為以下三類：

　　第1類以孔隙含水層充水為主的礦井，簡稱孔隙充水礦井。

　　第二類以裂隙含水層充水為主的礦井，簡稱裂隙充水礦井。

　　第三類以巖溶含水層充水為主的礦井，簡稱巖溶充水礦井。

　　本類又可按巖溶形態劃分為以下三個亞類：

　　第1亞類以溶蝕裂隙為主的巖溶充水礦井。

　　第二亞類以溶洞為主的巖溶充水礦井。

　　第三亞類以暗河為主的巖溶充水礦井。

　　各類充水礦井按煤層與主要充水含水層的空間關系，充水方式分為以下三種：

　　1．直接充水的礦井

　　礦井主要充水含水層（含冒落帶和底板破壞厚度）與煤層直接接觸，地下水直接進入礦井。

　　2．頂板間接充水的礦井

　　礦井主要充水含水層位于煤層冒落帶之上，煤層與主要充水含水層之間有隔水層（一般指鉆孔單位涌水量小于0.001L/s.m的巖層）或弱透水層，地下水通過構造破碎帶、導水裂隙帶或弱透水層進入礦井。

　　3．底板間接充水的礦井

　　礦井主要充水含水層位于煤層之下，煤層與主要充水含水層之間有隔水層或弱透水層。承壓水通過底板薄弱地段、構造破碎帶、弱透水層或導水的巖溶陷落柱進入礦井。

　　根據主要煤層與當地侵蝕基準面的關系，地下水的補給條件，地表水與主要充水含水層水力密切程度，主要充水含水層和構造破碎帶的富水性、導水性、第四系覆蓋情況，以及水言語地質邊界的復雜程度，將各類充水礦床勘探的復雜程度劃分為以下三種類型。

　　第1型水文地質條件簡單的礦井。主要煤層位于當地侵蝕基準面以上，地形有利于自然排水，礦井主要充水含水層和構造破碎帶富水性弱至中等；或主要煤層位于當地侵蝕基準面以下，但附近無地表水體，礦井主要充水含水層和構造破碎帶富水性弱，地下水補給條件差，很少或無第四系覆蓋，水文地質邊界條件簡單。

　　第二型水文地質條件中等的礦井。主要煤層位于當地侵蝕基準面以上，地形有利于自然排水，主要充水含水層和構造破碎帶富水性中等至強，地下水補給條件好，或主要煤層位于當地侵蝕基準面以下，但附近地表水不構成礦井的主要充水因素，主要充水含水層和構造破碎帶富水性中等，地下水補給條件差，第四系覆蓋面積小且薄，疏干排水可能產生少量塌陷，水文地質邊界較復雜。

　　第三型水文地質條件復雜的礦井。主要煤層位于當地侵蝕基準面以下，主要充水含水層富水性強，補給條件好，并具較高水壓，構造破碎帶發育，導水性強且溝通區域強含水層或地表水體；第四系厚度大，分布廣，疏干排水有產生大面積塌陷、沉降的可能，水文地質邊界復雜。

　　（二）各類礦井水文地質特征及應查明的水文地質問題

　　1.孔隙充水礦井孔隙充水礦井主要分布于山間盆地、山前平原和河流沖積平原，如內蒙的扎賚諾爾、吉林舒蘭煤礦等。這些煤礦的主要充水巖層埋藏淺，多數礦區的主要充水來源為降水，部分受地表水補給，礦井涌水量季節性變化較大。礦井充水程度取決于疏松巖層的厚度和巖性結構特征，地表水體的規模及其與含水層的程度，以及開采方法。由于煤層頂、底板和露天采礦場邊坡穩定性能差，常產生流砂沖潰與邊坡滑落，開采時的工程地質條件比較復雜。

　　水文地質勘探時應著重查明含水層的成因類型、分布、結構、粒度、磨園度、分選性、膠結程度、富水性、滲透性及其變化；查明流砂層的空間分布和特征，含（隔）水層的組合關系，各含水層之間、含水層與弱透水層以及與地表水之間的水力，評價流砂層的疏干條件及降水和地表水對礦井開采的影響。

　　2.裂隙充水礦井裂隙充水礦井大多分布于山區和丘陵區，如華北煤田開采的二迭系山西組和石盒子組煤層的一些礦區。礦井充水以裂隙水為主，充水巖層的富水性受裂隙發育程度控制。當煤層位于當地侵蝕基準面以下，附近有地表水體，并有巨大的構造破碎帶或采空塌陷裂隙與水體溝通時，水文地質條件較為復雜。

　　水文地質勘探時應著重查明裂隙含水層的性質、規模、發育程度、分布規律、充填情況及其富水性；巖石風化帶的的深度和風化程度；構造破碎的性質、形態、規模，以及其與各含水層和地表水的水力；裂隙含水層與其相對隔水層的組合關系。

　　3.巖溶充水礦井巖溶充水礦井水文地質條件一般比較復雜，礦井涌水量大，開采這類礦井時常發生突水事故，且地表水與地下水關系密切，水流通道較暢，排水影響范圍大。但其富水不均一，各向異性明顯，常以集中突水為主要充水方式，有時還有井下突泥、突砂、地表巖溶塌陷的現象發生。這類礦井在我國分布較廣，如開采華北型煤田太原組煤層和開采華南晚二疊世煤層的礦井。水文地質勘探時應著重查明巖溶發育與巖性、構造等因素的關系，巖溶在空間的分布規律、充填深度和程度、富水性及其變化，地下水主要徑流帶的分布。

　　以溶隙、溶洞為主的巖溶充水礦井應查明上覆松散層的巖性、結構、厚度，或上覆巖石風化層的厚度、風化程度及其物理力學性質，分析在疏干排水條件下產生突水、突泥、

　　地面塌陷的可能性，以及塌陷的程度和分布范圍對礦井充水的影響。對層狀發育的巖溶充水礦井，還應查明相對隔水層和弱含水層的分布。

　　以暗河為主的巖溶充水礦井，應著重查明巖溶洼地、漏斗、落水洞等的位置及其與暗河之間；暗河發育與巖性、構造等因素的關系；暗河的補給來源、補給范圍、補給量、補給方式及其與地表水的轉化關系；暗河入口處的高程、流量及其變化；暗河水系與礦井之間的相互關系及其對礦井開采的影響。

　　各類充水礦井，當其充水方式為直接充水時，應著重查明直接充水含水層的富水性、滲透性，地下水的補給來源、補給邊界、補給途徑和地段；直接充水含水層與其它含水層、地表水、導水斷裂的關系。當直接充水含水層裸露時，還應查明地表匯水面積及大氣降水的入滲補給強度。當其充水方式為頂板間接充水時，應著重查明直接頂板隔水層或弱透水層的分布、巖性、厚度及其穩定性、巖石的物理力學性質和水理性質、裂隙發育情況、受斷裂構造破壞程度，研究和估算導水裂隙帶高度，分析主要充水含水層地下水進入礦井的地段。當其充水方式為底板間接充水時，應著重查明承壓含水層徑流特征，直接底板的巖性、厚度及其變化，巖石的物理力學性質和水理性質，以及斷裂構造對底板完整性的變化程度，分析、論證可能產生底鼓、突水的地段。

全自動野外地溫監測系統/凍土地溫自動監測系統

地源熱泵分布式溫度集中測控系統

礦井總線分散式溫度測量系統方案

礦井分散式垂直測溫系統/地熱普查/地溫監測哪家好選鴻鷗

礦井測溫系統/礦建凍結法施工溫度監測系統/深井溫度場地溫監測系統

TD-016C型地源熱泵能耗監控測溫系統

產品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監測系統，分布式地溫監測系統

此款系統專門為地源熱泵生產企業，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節能環保產業等單位設計，通過連接我司單總線地熱電纜，以及單通道或多通道485接口采集器，可對接到貴司單位的軟件系統。歡迎各類單位以及經銷商詳詢！此款設備支持貼牌，具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統【產品介紹】

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的測溫電纜設計方法，單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務器通過總線將現場與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數據發到總線上。每個采集模塊可以連接內置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監測，支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統，主要是一套*基于現場總線和數字傳感器技術的在線監測及分析系統。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監測并保存數據，為優化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統本系統的重要特點：

１．結構簡單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長．采用強驅動模塊，普通線，可以輕松測量500米深井.

３．的深井土壤檢測傳感器，防護等級達到ＩＰ６８，可耐壓力高達5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強了系統的穩定性和可靠特點總結：高性價格比，根據不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統是傳統鉑電阻測溫系統理想的替代品. 可應用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

本系統技術參數：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數字傳感器，測井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設備：遠距離溫度采集模塊＋測井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統系統功能：

1、溫度在線監測

2、報警功能

3、數據存儲

4、定時保存設置

5、歷史數據報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數】

1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點數：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設置）

6、傳輸技術： RS485、RF(射頻技術)、GPRS

7、測點線長：小于350米

8、供電方式： AC220V /內置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護等級：IP66

使用注意事項：

防水感溫電纜經測試與檢測，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時，請按以下方法操作與使用：
1．使用時，建議將感溫電纜置于U形管內以方便后期維護。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護，防止在安裝過程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時，請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負，蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統理論上支持180個節點，實際使用應該限制在150個節點以內。
5.系統具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統供電。

【北京鴻鷗成運儀器設備有限公司提供定制各個領域用的測溫線纜產品介紹】

由北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統，硬件采取*ARM技術；上位機軟件使用編程語言技術設計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內部，根據客戶距離進行封裝。目前該系統廣泛應用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統進行地溫監測，本系統的可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監測方法：
　　為了實現地源熱泵系統的診斷，必須首先制定保證系統正常運行的合理的標準。在系統的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據參數，它也是在系統運行過程中可能產生變化的參數。如果在一個或幾個空調采暖周期（一般一個空調采暖周期為1年）后，系統的取熱和放熱嚴重不平衡，則這個初始溫度會有較大的變化，將會大大降低系統的運行效率。所以設計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統所控制的建筑物進行全年動態能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結構材料和房間功能等條件，計算出該區域全年供暖、制冷的負荷，我們根據該負荷，選擇合適的系統配置，即地埋管數量以及必要的輔助冷熱源，并動態模擬計算地源熱泵植筋加固系統運行過程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行，同時系統實時監測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統。

淺層地溫能監測系統概況：

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對建筑物進行供熱和供冷，在埋地管換熱器設計中，土壤的導熱系數是很重要的參數，而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長，測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的地源熱泵測溫電纜設計方法，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的數字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質等環境對空調換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量，目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置，即10米放一個探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進行溫度實時記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據以上成本估計，這口井進行地熱測溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統的測溫精度，但對模擬量數據采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數，即提供巡檢儀的測量精度，若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對這一需求，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出“數字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應系統。礦井深部地溫監測，地源熱泵溫度監測研究，地源熱泵溫度測量系統，淺層地熱測溫系統。

地源熱泵數字總線測溫線纜與傳統測溫電纜對比分析：
傳統的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對溫度進行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環境影響不大，但當大于30米距離傳輸時，宜采用三線制測方式，并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時，需每個測溫點放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測量的準確度、系統的精度差，會受環境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在，而檢測的環境往往存在電場、磁場等不確定因素，這些因素會對電信號產生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統的穩定性，每年需要進行校準，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的總線式數字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應元件，感應元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別，無需校正，因數據傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統熱電阻測溫系統*的優勢。所以數字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監測理想的設備。數字總線式數據傳感器本身自帶12位高精度數據轉換器和現場總線管理器，直接將溫度數據轉換成適合遠距離傳輸的數字信號，而每個傳感器本身都有唯的識別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實現一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數據監控平臺建設

一、系統介紹

1、建設自動監測監測平臺，可監測大樓內室內溫度；熱泵機組空調側和地源側溫度、

壓力、流量；系統空調側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數；地溫場的變化等，實現熱泵機組運行情況 24 小時實時監測，異常情況預

警，做到真正的無人值守。可對熱泵系統的長期運行穩定性、系統對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價，為進一步示范推廣與系統優化的工作提供數據指導依據。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監測數據及變化曲線；

3）室外環境溫度數據及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節能量的評價分析。

2、自動監測平臺建成以后可以對已經安裝自動監測設備的地熱井實施自動監測的數據分

析展示，可實現地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現數據異常情況預

警，做到實時監管，有地熱井運行的穩定性。

1）開采水量及回水水量的流量監測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監測及變化曲線；

3）開采井井內水位監測及變化曲線；

礦區水文地質工程地質勘探規范

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