煤礦水文地質(zhì)工程中存在的問(wèn)題及勘探技術(shù)研究

[摘 要]近年來(lái)。我國(guó)發(fā)生了多起礦山淹井事故，給社會(huì)的和諧安定帶來(lái)了極大的不利影響，如何有效提高煤礦水文地質(zhì)勘探與地下水的充水研究。一直是礦床水文地質(zhì)工作追求的重要目標(biāo)。文章就針對(duì)煤礦水文地質(zhì)工程展開(kāi)論述。

[關(guān)鍵詞]煤礦；水文地質(zhì)工程；存在的問(wèn)題；勘探技術(shù)

中圖分類號(hào)：F407.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）06-0310-01

1 我國(guó)煤礦地質(zhì)概括分析

我國(guó)是煤炭資源大國(guó)，煤炭分布區(qū)域比較廣闊，根據(jù)這個(gè)分布特征將各個(gè)煤田區(qū)域的特征和水文地質(zhì)特征進(jìn)行地質(zhì)劃分，可以將我國(guó)煤炭分為 4 個(gè)主要聚煤區(qū)，分別是華北煤區(qū)、華南煤區(qū)、西北西南煤區(qū)以及東北煤區(qū)。我國(guó)煤礦水文特質(zhì)劃分具有重要的意義，首先水文地質(zhì)劃分能夠很好的指導(dǎo)我國(guó)煤礦礦井水害防治問(wèn)題，煤礦水文地質(zhì)劃分工作對(duì)象范圍比較小，一般主要以礦井為主。我國(guó)煤礦在開(kāi)采的過(guò)程中面臨較大的自然水害威脅，這種情況下對(duì)煤礦水文地質(zhì)進(jìn)行劃分和特征分析對(duì)水害的防治具有重要的意義

2 水文地質(zhì)工作對(duì)煤礦生產(chǎn)的重要意義

為了有效減少礦井水事故的頻繁發(fā)生，必須做好煤礦防治工作，這是保障重大煤礦事故發(fā)生的關(guān)鍵，對(duì)于維護(hù)國(guó)家的財(cái)產(chǎn)安全以及保持煤炭生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展都有著重要的作用。下面就詳細(xì)論述水文地質(zhì)在煤礦生產(chǎn)中產(chǎn)生的重要意義和影響。

（1）保障煤礦生產(chǎn)的安全性。礦井生產(chǎn)的安全性與水文地質(zhì)資料的準(zhǔn)確與否有著直接的影響。對(duì)水文地質(zhì)的重視，更加關(guān)系礦工的安全。

（2）可有效預(yù)防煤礦不安全事故的發(fā)生。重視水文地質(zhì)工作，分析煤礦生產(chǎn)前期的勘察情況，必須對(duì)礦井進(jìn)行資料的調(diào)查與搜集，核查其廢舊老窖以及小煤礦等，標(biāo)出井口的具體位置以及開(kāi)采的時(shí)間年限和開(kāi)采范圍等，并對(duì)出水點(diǎn)與積水情況詳細(xì)記錄，對(duì)地下水文地質(zhì)條件進(jìn)行全面的掌握，做好預(yù)防透水的一切準(zhǔn)備工作，從而有效確保礦井安全，防止不安全事故的發(fā)生。

（3）重視對(duì)地下水文狀況的了解，認(rèn)清和掌握煤礦開(kāi)采區(qū)以及掘巷道的影響，水文地質(zhì)與其都有著很大的關(guān)系，如果把握不當(dāng)，將會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成非常大的影響，全面掌控這些，將在很大程度上減少無(wú)用功的發(fā)生，減少浪費(fèi)狀況的出現(xiàn)。

（4）水文地質(zhì)對(duì)煤礦水文的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是一種有益的探索。水文預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是指導(dǎo)煤礦井巷施工和生產(chǎn)的一種重要手段。

3 礦水文地質(zhì)工程的類型劃分及水害形式

3.1 類型

自然充水水源和人為充水水源是礦床充水水源兩個(gè)重要組成部分，其中自然充水水源包括大氣降水和地表水水源、圍巖地下水水源，人為充水水源包括襲奪水、老窯水。一般來(lái)說(shuō)，煤礦正常涌水量和最大涌水量相差越大，表明地表水與井下的溝通越好。隨著雨季的來(lái)臨，井下涌水量劇增，煤礦必須有足夠的備用水泵，否則將導(dǎo)致淹井。出現(xiàn)暴雨洪澇時(shí)。最有效的措施是停產(chǎn)撤人，等到暴雨結(jié)束后，首先應(yīng)開(kāi)展隱患排查，確定沒(méi)有安全隱患后再進(jìn)行復(fù)產(chǎn)。

3.2 水害形式

國(guó)內(nèi)劃分水害類型，主要根據(jù)充水水源、導(dǎo)水通道、危害形式，經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡和時(shí)效特征等來(lái)進(jìn)行劃分的。充水水源是賦存于礦體和其周圍巖層中，以及與之存在水力聯(lián)系，并在開(kāi)采過(guò)程中造成礦坑持續(xù)涌水或突水的水源的總稱；導(dǎo)水通道是這些水源進(jìn)入礦坑的途徑；危害形式主要指具有溫度異常和腐蝕性等特征的礦坑涌水或突水。經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡指礦坑涌水所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失大小和人員傷亡數(shù)量；時(shí)效特征主要指礦坑涌水或突水與采掘工程推進(jìn)之間的時(shí)間關(guān)系。如果按照煤礦水害充水水源性質(zhì)劃分，煤礦水害有天然和人為兩大類。天然充水水源型水害包括以大氣降水為直接補(bǔ)給源的煤礦水害、地表水充水水源型煤礦水害和地下水充水水源型煤礦水害，湖治、河流、水庫(kù)都算地表水充水水源。人為充水水源型水害包括地下水襲奪水源型煤礦水害和井下老空積水型煤礦水害。大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給源，往往致災(zāi)時(shí)間與大氣降水時(shí)間同步，或稍晚于大氣降水時(shí)間。而災(zāi)害的嚴(yán)重性與降水強(qiáng)度和降水量有關(guān)，一般與降水量呈正比。地表水體一般分布比較集中，水量較大，采礦活動(dòng)及其影響范圍一旦與其形成水力聯(lián)系，致災(zāi)性較強(qiáng)。

4 煤礦水文地質(zhì)工程中存在的問(wèn)題

4.1 煤礦水文地質(zhì)勘探技術(shù)與煤礦工程發(fā)展不同步

我國(guó)具有豐富的煤礦資源，但是含有水質(zhì)環(huán)境的煤礦區(qū)面積并不是太多，在發(fā)展勘探技術(shù)和開(kāi)采技術(shù)中，人們只是注重了煤礦的開(kāi)采，忽視了水文地質(zhì)的科學(xué)研究和實(shí)地操作技術(shù)。并且，煤礦水文地質(zhì)研究作為一個(gè)較小的學(xué)習(xí)科目，在專業(yè)技術(shù)的人才培養(yǎng)上具有較大的難度，學(xué)習(xí)的人員較少，技術(shù)人員整體素質(zhì)偏低，對(duì)于科學(xué)研發(fā)具有一定的局限性，但是近幾年來(lái)，隨著國(guó)家充分利用資源的提倡，煤礦區(qū)的水文地質(zhì)科學(xué)有所進(jìn)步。

4.2 煤礦水文地質(zhì)環(huán)境日益復(fù)雜

我國(guó)煤炭的需求量已經(jīng)呈現(xiàn)出了日益增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，而與此同時(shí)煤礦水文地質(zhì)環(huán)境也發(fā)生了顯著變化。但是，就目前我國(guó)的實(shí)際情況來(lái)看，所應(yīng)用的勘探技術(shù)還比較落后，加上不斷出現(xiàn)新的問(wèn)題，都讓煤礦水文地質(zhì)勘探工作面臨著新的困難。水文地質(zhì)的變化對(duì)于地質(zhì)勘探工作的開(kāi)展也提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其要求煤礦勘探需要盡快尋找到更好的、最佳的解決策略，從而保證我國(guó)的開(kāi)采事業(yè)不斷進(jìn)步和發(fā)展。

4.3 礦區(qū)環(huán)境污染

煤礦在開(kāi)采過(guò)程中會(huì)用一系列化學(xué)物品對(duì)開(kāi)采出來(lái)的礦物進(jìn)行處理，而處理后的殘留物質(zhì)則會(huì)用水清洗掉，從而帶來(lái)水污染疑問(wèn)。這就需要礦區(qū)對(duì)廢水進(jìn)行凈化，避免這些污水對(duì)周圍居民的身體健康形成傷害。隨意排放污水不僅對(duì)人體有害，而且也會(huì)對(duì)礦區(qū)下的地質(zhì)環(huán)境及地下水位的分布形成晦氣影響。

5 煤礦水文地質(zhì)工程中的解決措施

5.1 不斷深化對(duì)水文地質(zhì)基礎(chǔ)工作的研究

對(duì)水文地質(zhì)的補(bǔ)充調(diào)查應(yīng)當(dāng)有計(jì)劃的開(kāi)展，對(duì)其勘探工作也應(yīng)有目的的進(jìn)行，對(duì)水文地質(zhì)條件的勘探方法可采取物探或者鉆探的方式進(jìn)行。水文觀測(cè)工作應(yīng)逐步進(jìn)行完善，建立各含水層水質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行觀測(cè)和編錄，同時(shí)繪制石門、巷道的實(shí)測(cè)水文地質(zhì)剖面圖或展開(kāi)圖。水害防治應(yīng)當(dāng)遵循如下原則“預(yù)防預(yù)報(bào)，有疑必探，先探后掘，先治后采”對(duì)于治水規(guī)劃和計(jì)劃應(yīng)當(dāng)細(xì)致編制，并進(jìn)行不斷的補(bǔ)充和完善。

5.2 合理利用水文地質(zhì)勘探技術(shù)

5.2.1 瞬變電磁法

在水文地質(zhì)勘探工作中應(yīng)用瞬變電磁法時(shí)，首先要把線框鋪設(shè)到需要進(jìn)行水文地質(zhì)勘探的地表，把躍階電流輸入到線框中，再把回線電流突然斷開(kāi)，則有電流時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)將保存到線框下部空間中產(chǎn)生的感應(yīng)場(chǎng)中，隨著時(shí)間的推移這種感應(yīng)場(chǎng)會(huì)不斷地向下傳播和擴(kuò)散，在傳播和擴(kuò)散的過(guò)程中其能量會(huì)不斷衰減，測(cè)量部位從淺至深的地理構(gòu)造，可以通過(guò)對(duì)感應(yīng)場(chǎng)能量變化的觀測(cè)獲得，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水文地質(zhì)情況的勘探。

巖石濕度是影響煤礦地層結(jié)構(gòu)電阻率的一個(gè)非常重要的因素，電阻率隨著巖石濕度的增大下降率會(huì)加快，此外對(duì)于斷層區(qū)域的電阻率還受到了巖石破碎程度和富水性的影響，其中富水性越高電阻率越高，對(duì)于一些有特點(diǎn)的水文地質(zhì)情況，可以根據(jù)這些因素快速準(zhǔn)確的判斷出來(lái)。

5.2.2 流量測(cè)井法

流量測(cè)井法通常用于探測(cè)鉆孔不同深度橫截面縱向流量，對(duì)于有縱向水流的鉆孔，流量測(cè)井法可以用來(lái)劃分隔水層和含水層，探測(cè)含水層的層位、厚度、滲透性等。MDS-78I是一種流量測(cè)井儀，因其具有穩(wěn)定的性能和簡(jiǎn)便的操作而被廣泛使用，它的主要功能是流量和井徑測(cè)量，可連續(xù)測(cè)，也可點(diǎn)測(cè)，具體選用視實(shí)際情況而定。另外，對(duì)于不同的試驗(yàn)井的測(cè)定結(jié)果評(píng)價(jià)也有不同的標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技也在不斷的發(fā)展。煤礦水文地質(zhì)工程中存在的充水問(wèn)題，對(duì)施工有著重要的影響。但在技術(shù)人員的不斷研究發(fā)展中，利用科技手段也逐漸地克服了開(kāi)采中的困難。 同時(shí)，利用化學(xué)同位素、物探技術(shù)、計(jì)算機(jī)遙感技術(shù)等方式，對(duì)煤礦開(kāi)采進(jìn)行了科學(xué)完善的勘探。這些勘測(cè)手段不僅為施工制定科學(xué)計(jì)劃提供了依據(jù)，提高施工的安全性和施工效率， 還對(duì)人類的生產(chǎn)生活水平的提高，企業(yè)效益增長(zhǎng)，社會(huì)的發(fā)展做出極大的貢獻(xiàn)。

作者簡(jiǎn)介

李運(yùn)福（1989-），安徽亳州人，助理工程師，現(xiàn)供職于中煤新集劉莊礦業(yè)有限公司，主要研究方向?yàn)槊旱V地質(zhì)工程。