矿床水文地质学讲义引言

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5-1 矿床水文地质学讲义(充水条件)

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。
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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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煤矿水文地质勘探技术分析与研究

煤矿水文地质勘探技术分析与研究

煤矿水文地质勘探技术分析与研究1. 引言1.1 研究背景煤矿水文地质勘探技术一直是煤矿勘探领域的重要研究内容。

煤矿水文地质勘探技术是指利用水文地质原理和现代科技手段对煤矿区域进行勘探,以获取地下水文地质信息、确定矿床构造形式、预测煤矿地质条件和水文地质环境,为煤矿安全开采提供科学依据。

煤矿水文地质勘探技术的发展对煤炭资源的调查评价、矿井建设和矿山水文水文地质环境保护具有重要意义。

随着煤矿勘探的深入和煤炭资源的逐渐枯竭,煤矿水文地质勘探技术也不断进行创新和改进。

通过运用遥感技术、地球物理勘探技术、水文地质勘探技术等多种技术手段,可以提高煤矿勘探效率,降低勘探风险,保障煤炭资源的可持续利用。

本文旨在对煤矿水文地质勘探技术进行深入剖析,探讨其在煤矿勘探中的应用及发展趋势,为煤炭资源的开发利用提供技术支撑和科学依据。

1.2 研究意义煤矿水文地质勘探技术的研究意义非常重大。

水文地质勘探技术可以帮助煤矿勘探工作人员更准确地了解矿区地下水文地质情况,为矿区水资源的科学开发利用提供可靠的依据。

通过水文地质勘探技术的应用,可以降低煤矿勘探和开采过程中的地质灾害风险,提高工作安全性。

研究在煤矿水文地质勘探技术方面的发展,还可以为矿区的资源管理、环境保护以及可持续发展提供技术支撑和保障。

深入研究煤矿水文地质勘探技术具有重要的现实意义和广阔的应用前景,对于煤矿行业的健康发展和资源合理利用具有积极的促进作用。

1.3 研究方法研究方法是科学研究的基础,它的选择直接影响研究结果的可靠性和有效性。

本文采用了多种研究方法来进行煤矿水文地质勘探技术的分析与研究。

我们对目前煤矿水文地质勘探技术的相关文献进行了梳理和整理,系统地总结了已有的研究成果和实践经验。

这一步是为了建立煤矿水文地质勘探技术的基础知识框架,为后续的研究奠定基础。

我们结合理论分析和实地调研的方法,对煤矿水文地质勘探技术进行了深入的分析。

通过实地勘探和数据收集,我们了解了目前煤矿水文地质勘探技术的实际应用情况,并对其存在的问题和不足进行了深入剖析。

矿床水文地质学讲义

矿床水文地质学讲义

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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”

第十一章5矿床水文地质学讲义

第十一章5矿床水文地质学讲义

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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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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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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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• 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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• 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

矿床水文地质内容简介 已打印

矿床水文地质内容简介 已打印

矿床水文地质地下水对采矿有比较大的威胁,是水害或水患。

因此,矿床水文地质是把地下水作为需防治和排除的对象而加以研究的。

矿坑涌水及突水是矿产资源开发过程中常遇见的一种水患,会给井巷开拓和回采工作带来困难,需耗巨资建立防排水工程、增加采矿成本;超过排水设备能力的大型突水(突水点峰值流量超过lm3/s),还会造成重大的人身伤亡和整个矿井的淹没。

矿床突水事例:1、2001年7月17日发生在广西南丹矿的特大矿山突水事故造成了83人死亡,直接经济损失达8000余万元。

2、1984年6月3日开滦煤田范各庄矿发生的突水,在世界采矿史上是空前的。

突水发生后仅21小时就将年产3×106t煤的范各庄矿全部淹没,根据淹没体积测算,突出高峰期(11小时)的平均涌水量为34.22m3/s,分别是国外最大突水量(南非西德律方天金矿:7m3/s)和我国历史上最大突水量(山东淄博北大井:7.4m3/s)的数倍。

3天后又淹了吕家坨矿,之后陆续涉及唐家庄矿与赵各庄矿。

3、2005年吉林省蛟河煤矿突水死亡39人以及广东梅州淹矿等。

由于受到突水淹矿威胁使得我国大量的固体矿产资源得不到充分开发。

仅就煤炭资源而言,目前我国北方主要的矿务局,有130余个矿井受水威胁,随着向深部开采,水压不断增加,突水灾害威胁日趋严重。

北方岩溶地区的煤炭矿床约有150多亿吨储量,铁矿床约有8亿多吨储量,因受水的威胁而难于开采。

随着我国经济的持续高速增长,能源与矿产的相对紧缺日显突出,因此加强矿床水文地质工作,不仅能够保证能源与矿产开发的安全,相对能够极大地提高我国的能源与矿产资源的储量,意义十分重大。

本章以讲授矿床水文地质为主,侧重于自然状态下的矿床充水条件的探讨、矿井涌水量的预测,兼顾某些矿井水文地质的内容以及矿区环境地质等内容。

第一节矿床类型与矿床开采一、矿床类型矿床是指在当前经济技术条件下,具有开采价值(品位、储量)的含矿地质体。

按其成因可分为:岩浆矿床、沉积矿床、变质矿床、。

第十章矿床水文地质学讲义(充水条件)

第十章矿床水文地质学讲义(充水条件)

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(二)、以地表水为主要充水水源的矿床
这类矿床赋存在山区河谷和平原区河流、湖泊及海洋等 地表水附近或其下面。充水特征主要取决于地表水的补给方 式。根据地表水进入井巷的方式和强弱,可分为四种情况:
1、是地表水不补给者:矿体顶部有较厚的可靠隔水层, 矿体与地表水之间无水力联系;
2、是地表水微弱补给者:矿体顶部有弱隔水层,少量地 表水可通过它补给井巷;
受季节流量变化大的河流补给的矿床.其涌水强度亦呈季节性周期 变化。有常年性大水体补给时,可造成定水头补给稳定的大量涌水,并 难于疏干。有汇水面积大的地表水补给时,涌水量大且衰减过程长。
2、矿井涌水强度还与井巷到地表水体间的距离、岩性 与构造条件有关。
一般情况下,其间距愈小,则涌水强度放大。其间岩层的渗透性愈 强,涌水强度愈大。当其间分布有厚度大而完整的隔水层时,则涌水极 微或无影响。其间地层受构造破坏愈严重,并巷涌水强度亦愈大。
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1、矿床的开采单位
沿倾向的长度,由于井田的范围过大,所以开采时尚需 按矿体(层)的倾角和技术条件,将矿体划分为更小的单元有 顺序的进行开采。
对倾斜的矿体(层),多沿倾斜按一定标高分成若干个平 行于走向的长条,称其为阶段。其上边界为阶段回风平巷, 所在水平面称回风水平;下边界则为阶段运输平巷,其水平 面称运输水平。
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单个矿井的突水(涌水),多系以某一种 水源为主,多种水源综合补给而成。实际工 作中,不仅要找出主要水源,还要分析
采前(天然)水源和采后(人工)水源,
以便于提出准确的防治水措施。
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三、充水通道
矿体及其周围虽有水存在,但只有通过某种通道。它们才 能进入井巷形成涌水或突水。涌水通道可分为两类:地层的孔 隙、断裂带等属于自然形成的通道;以及由于不合理勘探和开 采造成的人为涌水通道。 (一)、自然通道

地质专业知识讲座(第二部分 矿产勘查与水文地质)

地质专业知识讲座(第二部分 矿产勘查与水文地质)
整理课件
一、影响矿床形成的主要因素 1. 元素在地壳及上地幔中的分布量; 2. 元素本身的地球化学性质; 3. 成矿体系的物理化学条件。
整理课件
二、成矿作用及矿床成因类型
矿床的成矿作用主要有内生成矿作用、外生成矿作用、变质成矿作用 成矿作用将矿床分为:
(1)内生矿床-岩浆矿床、伟晶岩矿床、热液矿床 (2)外生矿床-风化矿床、沉积矿床 (3)变质矿床
整理课件
第二部分
矿产勘查与水文地质
第一章 矿产与矿床 第二章 矿产勘查 第三章 矿床水文地质
整理课件
第二章 矿产勘查
第一节 矿产勘查的目的和任务 第二节 矿产勘查的内容 第三节 矿产勘查类型与网度 第四节 矿产资源/储量分类
第一节 矿产勘查的目的和任务
矿产勘查最终的目的是为矿山建设设计提供矿产资源储
量和开采技术条件等必需的地质资料,以减少开发风险和获
得最大的经济效益。
固体矿产勘查工作分为预查、普查、详查、勘探4个阶段 1. 预查——“初步”了解矿区的地质情况,提出普查靶区。 2. 普查——“大致”查明矿区的地质情况,提出详查靶区。 3. 详查——“基本”查明矿区的地质情况,提出勘探靶区,
并为制定矿山总体规划、项目建 议书提供资料 4. 勘探——“详细”查明矿区的地质情况,为矿山建设设计
第四节 矿产资源/储量分类
在99年颁发实施的《固体矿产资源/储量分类》 (GB/T17766-1999)中,根据矿产资源/储量的经济意义、 可行性评价和地质可靠程度,将矿产资源分为三大类,即储 量、基础储量、资源量,并进一步划分为16种类型。
1.储量:储量是基础储量中的经济可采部分,又可分为 可采储量(111)、探明的预可采储量(121)及控制的预可 采储量(122)3个类型。

13 矿床水文地质

13 矿床水文地质

稳定 边缘充水型:一般以滴淋水为主,涌水量不大 疏干型(或不充水型被揭露时只有少量滴水或无水,巷道甚至可穿 过柱体。 1984年6月2日,开滦范各庄矿2171工作面揭露的9号陷落柱,最大 突水量为2053m3/min,其水量之大为世界之最。

岩溶塌陷:岩溶充水矿区,特别是我国南方岩溶充水矿区突 出的环境问题和地质灾害。

13.1 矿床与矿床开采

矿床与矿产:
矿床:指在地壳中由地质作用形成的、其品位和储量在
当前经济技术条件下具有开采价值的含矿地质体。由矿 体和围岩组成。
矿产:指地壳中由地质作用形成和能被利用的矿物资源。

地下采矿方法简介
自然支撑法:一般用于矿石和围岩均较稳定的矿区里。
空场法、留矿柱法。
多为矿层埋藏较浅的矿床、充水岩层裸露的矿床、位于
分水岭地段的矿床、处于包气带中的矿床、露天矿等。 最主要的是露天矿和有集中入渗通道的矿井。
矿井涌水特征: 周期性变化:矿井涌水动态与当地降水的变化过程一
致或具有相似性,表现出明显的季节性和多年周期性 的变化规律。
降水的影响随深度减弱:同一矿井随开采深度增加矿
13.2.4 影响矿井充水的其他因素

一、充水岩层出露条件和接受补给条件
充水层和含水矿体的出露程度愈高,该层的透水性愈强,
与补给水源接触面积愈大,则矿床充水愈强,矿井涌水 量愈大。
对于间接充水层,与间接充水层与直接充水层的接触面
积有关。
与地形有关

二、矿床的边界条件
侧向边界和顶底板条件:形态及透水性和隔水性
13 矿床水文地质
13.1 矿床与矿床开采
13.2 矿井充水条件
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2、矿产的开发向地壳深度、地表广度等扩展对矿床水文地 质提出了更高的要求。
3、采矿安全、水资源紧张、环境问题使矿床水文地质研究 越来越趋近综合性。
4、经济的发展、技术的进步矿区与矿业的生产、生活条 件得到了极大的改善,为矿床水文地质工作提供了有力的支持 和保障。
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二、我国矿床水文地质工作概述
矿业是人类从事生产劳动最古老的领 域之一.
矿产资源的开发利用、矿业的发展 与扩大,对人类社会文明的发展与进步 产生了巨大的促进作用。
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旧石器时代
新石器时代
人类历史时代的划分,都是以当 时人们开发利用的主要矿产种类 为特征。
青铜器时代
铁器时代
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新中国成立50年来,开展了大规模矿产地 质勘察工作,取得了巨大成就,现已发现的矿 产有168种,探明有一定数量的矿产有153种, 其中能源矿产8种,金属矿产54种,非金属矿 产88种。
77-78年,由22个省、自治区地质局、30个勘探队、6 个地质院校及水文地质工程地质研究所等单位,开展了全 国55个重点岩溶充水矿山水文地质工程地质回访调查工作。
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改革开放以来
十一届三中全会及改革开放以后,我国矿床水文地质工 作突飞猛进,进行了大型重点矿区的专门水文地质工程地质 勘探和非稳定流抽水试验。
系统总结建国以来矿区水文地质工程地质经验的基础上, 1982年地质矿产部颁发《矿区水文地质工程地质普查勘探规 范》。
目前,矿坑涌水量预测在采用数值模拟和物理模拟的方 法上有所提高,随即模型、系统理论、信息论等已应用于建 立数学模型,计算机得到广泛应用。
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矿床水文地质工作发展:
1、研究范围的扩大。单矿井、单水平矿坑涌水量预
测到矿区水资源评价与预测以及到区域水资源的评价与预 测。含水层—地下水系统---流域---社会与自然。勘探— 开采—闭坑—恢复。
2、研究目的的变化。从以安全生产—安全环境--可 持续发展(和谐社会)。
3、研究内容的拓宽。涌水量—岩体稳定—区域水资 源—环境与生态。
2005年国土资源部数据显示:截至到2004年,我国 煤炭可开采储量3373.4亿吨。
据1997年国家公布数据:石油资源剩余探明可采储 量22.41亿吨,居世界第11位。
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经国家统计局修正,2004年我国GDP为16万亿元, 其中第二产业(主要包括采矿业、工业和建筑业等) 占我国国民生产总值52.9%,作为第二产业重要组 成部分的采矿业占国民生产总值的很大比例。
在矿产普查勘探和矿山开发过程中,几乎不进行 矿区水文地质工程地质条件的研究,因而矿井突水淹 井事故和矿山工程地质事故常有发生。
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建国以来我国矿床水文地质事业
建国初期 60年代~文革后
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改革开放以来
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建国初期
主要学习苏联经验,进行全国范围的矿区水文地质工程 地质勘探工作。
京津冀规划区 含北京、天津、河北3 省市
华东规划区 含上海、江苏、浙江、安徽、 山东、福建、江西7省
中南规划区 含河南、湖北、湖南、 广西、广东、海南6省
东部煤炭调入区带
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矿业的发展给矿床水文地质事业带来了空前 的机遇与挑战
1、矿产的短缺,决定了矿业高速发展,促进矿床水文地质 的发展。
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我国古代劳动人民 创造了各种提水和排水 方法,如孔明车、木制 绞车、辘轳带动提升水 桶和排水车,以及利用 水槽将矿坑水排出地表, 是我们祖先的伟大贡献。
提升水桶用的辘轳复原模型
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当年采矿用的工具--木撮瓢第17页
我国近代“矿床水文地质事业”
解放前,我国尚未建立矿区水文地质工程地质这 门科学,更没有专门从事矿区水文地质工程地质的技 术人员。
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60年代~文革后
60年代,总结经验、自力更生,解决广东凡口铅锌矿、 吉林舒兰煤矿等水文地质条件复杂的岩溶充水矿区的突水 问题。
10年浩劫,矿区水文地质工程地质工作造成巨大损失。 75年,地质部 “矿坑涌水量预测方法培训班”普及推广了 地下水稳定流理论、解析法和电子计算机在矿坑涌水量计 算中的应用。
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我国是世界上矿产资源最为丰富的国家,多种矿 产资源储量均为世界首位。同时,我国矿产开发史也 最为悠久,在处理矿井地下水的经验中,我国也是起 步较早的国家之一。
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我国古代“矿床水文地质事业”
距今3100多年西周 至东汉时期的铜绿山古 铜矿冶遗址(湖北大 冶),是连续采掘13个 世纪的重要古矿冶遗址。
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我国煤炭规划区划分:
中部煤炭供给区带
东北规划区 含辽宁、吉林、黑龙 江3省及内蒙古自治
区的东部
新甘宁青规划区 含新疆、甘肃、宁 夏、青海4省区
西




备 区 带
西南规划区 含四川、贵州、云南 和西藏自治区
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晋陕蒙规划区 包括山西、陕西及 内蒙古自治区的西 部
吉林大学
专门水文地质学
第十一章 矿床水文地质
主讲教师:苏小四
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引言
矿床水文地质研究意义 与主要研究内容
201地质工作 我国矿床水文地质工作概述 矿床水文地质的研究内容
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一、矿业发展与水文地质工作
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内蒙古白云鄂博铁矿进行矿区水文地质勘探,1958年提 交《内蒙古白云鄂博铁矿勘探报告》,是全国矿产储备委员 会审批的第一个矿产勘探报告。
1959年,地质部“水文地质工程地质局”和“水文地质 工程地质研究所”出版《中国固体矿床水文地质分类》,煤 炭部编制出版1:1200万《全国煤田水文地质类型图》。
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探明矿产储量潜在价值仅次于美国和原苏 联,居世界第三位,是世界上矿产资源最丰富、 矿种齐全配套的少数几个国家之一。
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主要能源矿产中,煤炭资源相当丰富,地壳表层以 下2000米范围内,预测煤炭资源远景总量达5万亿吨; 1996年底,探明储量的5345处矿区保有储量总量1万亿吨, 距世界第3位。
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