煤礦水文地質(zhì)問題及勘探技術(shù)方法分析

張家貴

(山西汾西礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司雙柳煤礦，山西 柳林 033300)

煤礦工程

煤礦水文地質(zhì)問題及勘探技術(shù)方法分析

張家貴

(山西汾西礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司雙柳煤礦，山西 柳林 033300)

隨著各項新技術(shù)的涌現(xiàn)，煤礦水文地質(zhì)問題逐漸浮現(xiàn)出來?？碧饺藛T在工作中發(fā)現(xiàn)，煤礦勘探工作主要受到勘探技術(shù)與方法的影響。對煤礦水文地質(zhì)問題及勘探技術(shù)方法進(jìn)行了分析。

水文地質(zhì)；勘探；煤礦

煤礦的勘探工作是煤礦生產(chǎn)的前提，煤礦生產(chǎn)的效率受到煤礦開采工作落實情況的影響。水文地質(zhì)是煤礦勘探工作受到影響和干擾的主要因素之一。目前，水文地質(zhì)存在的問題較多，煤礦生產(chǎn)工作由此受到了嚴(yán)重的阻礙。所以，將新的技術(shù)應(yīng)用于煤礦水文地質(zhì)，解決相應(yīng)問題，對于我國的煤礦生產(chǎn)工作具有重大意義[1]。

1 目前的狀況及存在的問題

水文地質(zhì)問題是煤礦勘測人員在進(jìn)行開采和生產(chǎn)工作時要考慮的第一因素。想要讓煤礦開采工作順利進(jìn)行，就必須要對該地區(qū)的水文地質(zhì)進(jìn)行勘測，并對其存在問題進(jìn)行分析研究。

1.1 類型來源

1) 地表水與斷層水。這里所提到的煤礦地表水是指來自于江河湖海的流動水、降水以及植物根莖所蓄存的水分。地表水遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足來自地下深層的煤礦所需的補給水。而煤礦地區(qū)斷層部位所儲存的往往是斷層水，地下水的排泄和留下都會受到斷層水的影響。因此，勘測人員必須要在煤礦開采工作開始之前勘察清楚斷層水的分布狀況。

2) 地下水。煤礦工作人員將礦區(qū)里的水層分為2種基本類型，含水層及含水帶。散層空隙里的含水層主要是由碎石土和砂黏土構(gòu)成，其具有含水層厚度較小、儲水能力比較弱的特點，所以也被稱為弱含水層。而巖溶裂縫中的含水層主要是由燧石灰?guī)r和硅質(zhì)層構(gòu)成，有33 m左右的厚度，形態(tài)大都呈蜂窩狀，由于水蝕情況比較嚴(yán)重，所以水分的流失和滲漏比較嚴(yán)重，從而引起水分的流失過多。因此，巖溶裂縫中的含水帶的最大特點是，水位波動比較大。

1.2 水文地質(zhì)問題

眾所周知，礦區(qū)具有水源欠缺的問題。我國地理上的水資源和煤炭資源的分布極其不均勻，且分布方向呈現(xiàn)出不一致的情況。例如，我國北方水資源的含量不到煤礦資源含量的三分之一，而煤礦資源的含量居然高達(dá)90%。資料數(shù)據(jù)顯示，礦區(qū)生產(chǎn)所需要的用水量不能低于296 m2，但實際用水量只有標(biāo)準(zhǔn)礦區(qū)用水量的二分之一。因此可以得出，我國煤礦生產(chǎn)用水嚴(yán)重缺乏。并且，礦區(qū)的煤礦生產(chǎn)所需要的供水量是礦區(qū)水文地質(zhì)條件難以達(dá)到的。

礦井地質(zhì)也同樣受到了水害的影響。在礦區(qū)，各個礦井所呈現(xiàn)出來的狀況都不相同。其中，大概有三分之一的重點礦區(qū)的礦井存在著比較復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，有不少的煤礦區(qū)域受到了水害的影響。隨著煤礦工作的不斷深入，礦區(qū)受到的水害影響也就愈來愈大，致使礦區(qū)的工作受到了嚴(yán)重的阻礙。

1.3 環(huán)境的污染

生活污水的產(chǎn)生是煤礦生產(chǎn)過程中難以避免的。若將生活污水隨意排放[2]，一定會影響到周圍的生態(tài)環(huán)境，從而對人們的生活造成一定的影響。若是將未經(jīng)處理的化學(xué)污水進(jìn)行排放，對人們的身體與周圍的環(huán)境也將造成嚴(yán)重的危害。煤礦生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污水對水文地質(zhì)有著同樣巨大的影響。若淺層的水分被排光，就會導(dǎo)致煤礦出現(xiàn)區(qū)域塌方的情況。

2 勘探技術(shù)方法

2.1 水文地質(zhì)勘探的特征

煤礦水文地質(zhì)的勘探一般都是分階段、循序漸進(jìn)地進(jìn)行的。如圖1所示。

圖1 煤礦水文地質(zhì)勘探階段圖

2.2 勘探技術(shù)

1) 鉆探技術(shù)。該技術(shù)是煤礦勘探工作中最為常用的一項勘探技術(shù)。在實際勘探工作中，礦區(qū)的地質(zhì)狀況可以通過鉆探技術(shù)準(zhǔn)確掌握，從而更加有利于后續(xù)工作的進(jìn)展。因煤礦分布的地域存在差異，所選用的鉆探技術(shù)也要根據(jù)具體的情況來選擇。

2) 物探技術(shù)。這也是我國煤礦勘探人員通常使用的一種技術(shù)。這項技術(shù)使水文地質(zhì)勘探結(jié)果的精準(zhǔn)度大大提高，它將三維地震法與電磁法相結(jié)合[3]。

3) 3S技術(shù)。所謂3S技術(shù)是指將GIS、RS、GPS技術(shù)相整合。在煤礦勘探工作中，可以利用該技術(shù)與計算機(jī)數(shù)據(jù)相結(jié)合，對水文地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)分析，并收集該區(qū)域的數(shù)據(jù)、圖像，以供日后參考研究。該項技術(shù)的運用大大地節(jié)省了勘測的時間。

4) 同位素技術(shù)。同位素技術(shù)是水文地質(zhì)勘測技術(shù)中所需時間較長的一項技術(shù)，但這并不影響水文地質(zhì)勘探工作者對它的運用。該項技術(shù)對地下水的各種情況能夠精確地檢測出來，是勘探工作理論依據(jù)的提供方。

2.3 工作方法

1) γ射線法。在煤礦生產(chǎn)工作中通常利用這種方法來尋找礦區(qū)的水源。因地質(zhì)的構(gòu)造以及巖石不同，所以遇見γ射線時所產(chǎn)生的反應(yīng)也各不相同，勘探人員利用這些不同點來對地下水的分布情況進(jìn)行判斷和分析，通過對地質(zhì)構(gòu)造的了解，準(zhǔn)確無誤地找到水源。利用γ射線進(jìn)行勘測，不僅成本低、操作簡單，而且受地形的影響較小。所以，在對裂隙帶、斷層破碎帶等進(jìn)行地下水源的尋找時普遍應(yīng)用這種方法。

一般情況下，在表土層覆蓋地段多應(yīng)用這種方法。地測井γ射線頻率與深度的關(guān)系如圖2所示。

圖2 脈沖與測井深度關(guān)系

2) 流量測井法。相對來說，這種方法需要的時間較短。在深度不同的鉆孔橫截面中也運用流量測井法來測量縱向的流量情況。只要鉆孔出現(xiàn)縱向的流動水，就能夠準(zhǔn)確地將含水層與隔水層區(qū)分開來，并且能夠很快地掌握到各層水分滲透情況與各層所處的位置等各種數(shù)據(jù)[4]。除此之外，流量測井法還具有穩(wěn)定、便利等特點，在煤礦的勘測工作中得到較為廣泛的運用。

除了上述的方法之外，還有大流量抽水試驗法、礦井地下水連通試驗法等幾種水文地質(zhì)勘探技術(shù)。

3 結(jié)語

煤礦的生產(chǎn)與開采工作受到煤礦勘測工作影響[5]。在對礦區(qū)的水文地質(zhì)進(jìn)行勘探時，可根據(jù)實際情況使用物探技術(shù)、鉆探技術(shù)、流量測井法、3S技術(shù)、γ射線方法等。這些技術(shù)與方法的使用，能夠有效地提高勘探工作的準(zhǔn)確性和工作效率，確?？碧焦ぷ鞯拿恳粋€環(huán)節(jié)順利進(jìn)行。同時，各個部門要及時收集關(guān)于礦區(qū)水文地質(zhì)的情況，并制定相應(yīng)的解決方法，以免煤礦生產(chǎn)工作的進(jìn)行因水文地質(zhì)的因素而受到不必要的影響。

[1] 傅耀軍，華解明，方向清.試論煤田(礦)水文地質(zhì)問題及勘探技術(shù)方法[J].華北科技學(xué)院學(xué)報，2009，6(4)：7-10.

[2] 張濤.我國煤田水文地質(zhì)與勘探技術(shù)分析[J].科技風(fēng)，2015(2):11-13.

[3] 劉飛虎.煤礦水文地質(zhì)勘探現(xiàn)狀及新的勘探技術(shù)分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2015(10):9-9.

[4] 李大為.淺談煤田水文地質(zhì)勘探技術(shù)方法[J].科技信息，2012(32)：697.

[5] 肖麗娜，蘇亮廣.淺談煤礦水文地質(zhì)問題及勘探技術(shù)方法[J].企業(yè)導(dǎo)報，2015(2):65-66.

Analysis of hydrogeological problems and exploration technology in coal mine

ZHANG Jiagui

(Shuangliu Colliery of Fenxi Mining Industry (Group) Co., Ltd., Liulin Shanxi 033300, China)

As to the emerged hydrogeological problems in coal mine, the exploration staff constantly sum up experience in the work, constantly explore and discover that the exploration in coal mine is mainly influenced by exploration technology and methods. This paper analyzes the hydrogeological problems and the exploration technology in coal mine.

hydrogeology; exploration; coal mine

2016-09-21

張家貴，男，1981年出生，工程師，現(xiàn)在從事地測技術(shù)管理工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.01.31

TD1；P64

A

1004-7050(2017)01-0094-03