探討煤田水文地質(zhì)勘探技術(shù)

焦裕敏

（山東省地質(zhì)測(cè)繪院山東濟(jì)南250002）

探討煤田水文地質(zhì)勘探技術(shù)

焦裕敏

（山東省地質(zhì)測(cè)繪院山東濟(jì)南250002）

煤炭是一種重要的能源資源，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的作用，因此，需要加強(qiáng)對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)勘探技術(shù)的研究。本文將主要圍繞煤田水文地質(zhì)勘探技術(shù)展開(kāi)論述。

水文地質(zhì)勘探技術(shù)特點(diǎn)

1　前言

我國(guó)水文地質(zhì)勘探工作從50年代開(kāi)始，經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，取得了舉世矚目的成就，相比前蘇聯(lián)、美國(guó)以及其他國(guó)家，我國(guó)水文地質(zhì)勘探工作的特點(diǎn)是起步晚、發(fā)展迅速。50年代，首次建立起全國(guó)性的水文地質(zhì)工程隊(duì)伍；60年代，在東部大平原和西北缺水地區(qū)這些特殊的地理區(qū)域進(jìn)行了水文地質(zhì)的普查；70年代，全國(guó)三分之二以上的地區(qū)完成了水文地質(zhì)的普查工作，水文地質(zhì)勘查技術(shù)更加完善，地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)站在各省市自治區(qū)陸續(xù)建成；80年代，我國(guó)的水文地質(zhì)勘探工作過(guò)程中，開(kāi)始重視水文環(huán)境，加強(qiáng)環(huán)境立法；水文勘探發(fā)展到當(dāng)前，數(shù)字地球建成，地理信息中的3S（GIS、GPS、RS）應(yīng)用于處理水文地質(zhì)的空間數(shù)據(jù)，以及專業(yè)性軟件隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展廣泛應(yīng)用于水文地質(zhì)的勘探，為水文地質(zhì)工作的發(fā)展提供了技術(shù)上更加有力的支持。

2　水文地質(zhì)勘探的目的

水文地質(zhì)勘探是水文勘探技術(shù)工作者為了了解某區(qū)域的水文地質(zhì)環(huán)境以開(kāi)發(fā)利用相關(guān)資源而進(jìn)行的科學(xué)探究工作。出于不同目的和要求，水文地質(zhì)勘探又可以進(jìn)一步劃分為普查和勘探，普查是綜合性的，用以表達(dá)普查結(jié)果的水文地質(zhì)圖的比例尺為1:20萬(wàn)，而水文地質(zhì)勘探是在已用普查方式探明地下水的分布后對(duì)特定區(qū)域水文資源的深入調(diào)查，服務(wù)于專門目的，如從居民健康考慮，對(duì)區(qū)域內(nèi)供水水文的調(diào)查，采礦時(shí)對(duì)礦床水文地質(zhì)的勘探等。

3　水文地質(zhì)勘探內(nèi)容和要求

（1）泉水調(diào)查：查明出露地貌位置和地質(zhì)條件、成因類型、補(bǔ)給來(lái)源、流量、水質(zhì)、水溫、訪問(wèn)其動(dòng)態(tài)變化情況。選擇部分代表性強(qiáng)的泉取樣，進(jìn)行水質(zhì)化學(xué)全分析和作細(xì)菌、污染、放射性分析。（2）老硐調(diào)查：查明硐Eli地貌位置和地質(zhì)條件、老硐形狀、斷面、長(zhǎng)度、揭穿層位和巖性、出水量、水質(zhì)、水溫、訪問(wèn)其動(dòng)態(tài)變化情況。選擇有代表性的取樣進(jìn)行水質(zhì)化學(xué)全分析和作細(xì)菌、污染、放射性分析。（3）地表水體調(diào)查：查明河流、溪溝點(diǎn)的地貌位置和地質(zhì)條件、水位、流量、水質(zhì)、水溫、與地下水的聯(lián)系，訪問(wèn)其動(dòng)態(tài)變化情況。

4　礦區(qū)水文地質(zhì)勘探技術(shù)方法

4.1綜合物探技術(shù)方法

綜合物探技術(shù)方法是將地震以及電法勘探方法結(jié)合在一起，主要是解決在煤礦開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)的構(gòu)造與礦井水的問(wèn)題，這種方法比較快捷方便，并且具有較大的經(jīng)濟(jì)性。在進(jìn)行煤礦采區(qū)物探時(shí)，一方面是充分地利用采區(qū)的高分辨率三維地震數(shù)據(jù)體，再結(jié)合已有的鉆孔資料，對(duì)采區(qū)的目的層構(gòu)造進(jìn)行科學(xué)合理地分析、說(shuō)明，構(gòu)建一套完整系統(tǒng)的立體構(gòu)造圖像。

4.2地下水化學(xué)及同位素研究

地下水化學(xué)在屬于水文地質(zhì)學(xué)的一門基本學(xué)科，對(duì)生態(tài)環(huán)境有著重要的影響。近幾年隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，同位素研究和應(yīng)用在水文地質(zhì)學(xué)中得到了廣泛地推廣，漸漸成為水文地質(zhì)化學(xué)中的一種重要手段。加強(qiáng)對(duì)同位素方法的研究，有助于加強(qiáng)對(duì)地下水的起源、形成、儲(chǔ)存以及質(zhì)量的變化等方面的研究，同時(shí)，可以正確地判斷地下水的補(bǔ)給開(kāi)源、補(bǔ)給強(qiáng)度以及補(bǔ)給比例、補(bǔ)給的具體位置等。

4.3水文地質(zhì)鉆探技術(shù)

無(wú)論采用何種現(xiàn)代技術(shù)勘測(cè)方法，獲取水文地質(zhì)信息的最直接、最有效的方法仍舊是水文鉆探方式。水文鉆探方式是一種比較常用的勘測(cè)方式，對(duì)煤田水文地質(zhì)勘探有著重要的作用。我國(guó)的煤地層主要分布在山前、盆地邊緣等地區(qū)，這些地區(qū)比較干旱，相當(dāng)?shù)厝彼?，因此，需要加大?duì)應(yīng)用鉆進(jìn)過(guò)程中少用水甚至是不用水技術(shù)的研究，比如，空氣反循環(huán)以及泡沫鉆進(jìn)等技術(shù)。同時(shí)，一般情況下，煤系下伏碳酸鹽巖埋藏得比較深，奧陶系巖溶含水層中多層泥灰?guī)r夾層，在鉆進(jìn)的過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)地層漏失以及地層坍塌的情況，同時(shí)由于鉆孔結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，嚴(yán)重影響著正常安全進(jìn)尺，因此，需要研究針對(duì)性解決問(wèn)題的鉆探技術(shù)以及合理的鉆孔結(jié)構(gòu)。

4.4“3S”技術(shù)

“3S”技術(shù)是GPS、GIS、RS三項(xiàng)技術(shù)的整合，它以計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)分析、繪圖技術(shù)，及遙感、成像技術(shù)等為基礎(chǔ)，進(jìn)行勘探工作，是目前煤礦生產(chǎn)中水文地質(zhì)狀況勘探的主要方法，可以有效借用三種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以保證其勘探工作在信息的采集、處理以及分析等方面的一體化實(shí)旅。“3S”技術(shù)中較為主要的技術(shù)為Rs遙感技術(shù)，它與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，可通過(guò)構(gòu)建全方位完善的遙感體系，是吸納對(duì)于煤炭資源水文地質(zhì)狀況的自主、自動(dòng)的智能化勘測(cè)調(diào)查，以節(jié)省勘探工作人員，提升勘探工作效率及質(zhì)量。而此項(xiàng)技術(shù)與GPS、GlS結(jié)合應(yīng)用，能夠使水文地質(zhì)勘探工作更加順利的實(shí)施，并得到更加精準(zhǔn)的結(jié)果。

4.5流量測(cè)井法

當(dāng)前時(shí)期，流量測(cè)井法在水文地質(zhì)的勘探工作中，屬于較新的一種方泫，它主要用來(lái)對(duì)不同深度階段的鉆孔橫截面中的縱向流量狀況進(jìn)行測(cè)量。只要鉆孔中存在縱向的水流運(yùn)動(dòng)，利用該方法，均能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于含水層及隔水層的有效劃分，同時(shí)達(dá)到對(duì)于各層的位置、厚度以及滲透狀況等參數(shù)的掌握，此種方法便捷穩(wěn)定，在目前煤礦生產(chǎn)的找水及預(yù)防水害工作中應(yīng)用較為廣泛。

5　礦區(qū)水文地質(zhì)勘探技術(shù)的特點(diǎn)

在礦區(qū)水文地質(zhì)勘探過(guò)程中，可以充分利用礦井的有利條件，做到井上、下相結(jié)合，以增強(qiáng)時(shí)空優(yōu)勢(shì)。在礦區(qū)水文地質(zhì)勘探試驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行以井下放水試驗(yàn)（有時(shí)包括連通試驗(yàn)）為主的井下勘探，井上、下結(jié)合觀測(cè)的綜合勘探方法。這種以井下放水試驗(yàn)為中心的礦井水文地質(zhì)綜合勘探方法，不僅大大擴(kuò)大了勘探空間，使勘探工程的布置帶有立體性，而且放水試驗(yàn)的水量和水位降深可以不受抽水設(shè)備能力的限制，能夠較真實(shí)地模擬礦井建設(shè)、生產(chǎn)過(guò)程中的地下水流場(chǎng)特征，對(duì)礦井水文地質(zhì)條件的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)更接近于礦井建設(shè)、生產(chǎn)的實(shí)際，從而可為礦井建設(shè)、生產(chǎn)過(guò)程中的礦井防治水工作提供可靠的水文地質(zhì)依據(jù)。

6　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著煤炭工業(yè)的快速發(fā)展，為煤礦地區(qū)的水文地質(zhì)工作的開(kāi)展提供了良好的機(jī)遇。因此，需要加強(qiáng)對(duì)煤礦水文地質(zhì)學(xué)科的研究，綜合使用多種水文地質(zhì)勘探技術(shù)，從而不斷促進(jìn)我國(guó)能源工業(yè)的發(fā)展。

[1]栗占有，王秋平；對(duì)我國(guó)煤礦水文地質(zhì)現(xiàn)狀及勘探技術(shù)的探討[J]；中華民居；2013.

[2]呂進(jìn)英；煤層地震波振幅切片解釋煤層變薄帶及應(yīng)用實(shí)例[J]；安徽地質(zhì)；2008.

[3]邵鳳云,邵世德,徐長(zhǎng)順；沿海地區(qū)地下淡水的物探勘查方法研究[J]；安徽地質(zhì)；2010.

P641[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-301-1