淺談煤礦水文地質問題及勘探技術方法

【摘 要】本文對煤礦的水文地質進行了介紹，并且對煤礦的水文地質所存在的問題進行了分析。同時，針對煤礦的水文地質的勘探，進行了研究，對特殊的煤礦類型的勘探方法，進行了勘探技術和勘探手段的討論。

【關鍵詞】煤礦水文地質；勘探方法；勘探技術；煤層

一、煤礦水文地質

（1）水文來源類型。水文的類型一般分為三種：地下水、地表水以及斷層水。第一，地下水，根據煤礦水文的巖性組合、特征以及水力的性質等諸多因素，將礦區內各含水層分成散層孔隙的含水層、巖溶裂隙的含水層、巖溶裂隙的含水帶、二疊系裂隙的含水層、二疊系統巖溶水強的含水帶。散層孔隙的含水層，主要由殘積以及坡積物組成，其巖性主要是黃色和黃褐色的粘土砂土、砂粘土以及碎石土等。因為厚度不大，其富水性弱，是弱含水層。巖溶裂隙的含水層，上覆和下伏的地層間巖性，都逐漸變化著，沒有明顯的標志，一般厚約170m左右。這種水文地質以裂隙的含水為主要來源，含水性比較弱，水質屬于低礦化的重度碳酸鹽鈣水。巖溶裂隙的含水帶，是薄層硅質層、厚層和中厚層狀的燧石灰巖，一般厚度約為33m。鉆孔中的巖溶裂隙普遍發育，多數半填充狀，常見的有蜂窩狀和海綿狀的溶蝕小孔，具有明顯水蝕痕跡，水位和上部地層有著明顯的變化，漏水和消耗量很大。二疊系裂隙的含水層，巖性是砂質泥巖和泥質粉砂巖、巖漿、煤、石灰巖，一般組厚度251m。該層是基巖裂隙的含水層，富水性也弱，是弱含水層。二疊系統巖的溶水強含水帶，巖性是玄武巖，頂部多呈深灰色和淺灰綠色凝灰巖，厚度在40m左右，內含基巖的裂隙水。下段為凝灰巖，沒發現有涌漏現象。該組地層的富水性弱，是弱含水層。第二，地表水，由降雨、灌溉、植被，江河湖泊的涌入帶來，在深層的煤礦中，地表水帶來的水量補給并不占多數，甚至很少。所以，并不做主要研究。第三，斷層水，有的礦區內斷層較少，分為地面可以被查明的以及未出露地層表面的盲小的斷層。由于有這些斷層存在，對煤礦地下水的補給、流向以及排泄都有一定的影響，由地面調查以及部分的鉆孔資料，隔水、斷層。（2）充水的因素分析。第一，充水水源，充水水源主要分為直接性充水水源以及間接性充水水源。直接性充水水源，為風化，構造的裂隙水，間接性充水水源，為基巖的裂隙水，茅口巖的溶水。第二，充水通道，通過地質的鉆探資料，煤礦區內基巖的節理、裂隙比較發育，這些都是連通的含水地層以及煤層的天然性通道。在未來煤礦開采的過程中，由于煤層的大面積開采，必定將會引起大量的采礦的裂隙會出現，這些人工的裂隙，將會是溝通含水地層以及煤層的良好通道。第三，充水機理，煤層的頂板砂泥巖的裂隙，其充水機理在重力的作用下，沿巖石的原生節理、采動裂隙、裂隙、導水斷層一系列的充水通道，以滴水或者淋水的形式不斷進入巷道，煤層開采，受到頂板含水層的影響較小。第四，在開采條件以后，水文地質的問題預測。開采的過程中，因為煤層的大面積開采，必定將引起采礦的裂隙出現，裂隙的出現，有可能成為導致地下水改向的重要因素，煤礦的隱伏斷層不斷發育，斷層帶的力學性質比較弱，較容易受到采動的影響，從而發生應力的變化，從而形成地下水的通道。煤礦產區內主要含有煤地層，為弱性含水層，在煤礦床的開采中，對此段巖的溶裂隙水，影響較小。

二、水文地質煤礦的勘探方法

（1）煤礦勘探方法的選擇。對于這些不同的勘探方法，我選擇了瞬變電磁法，中心回線的裝置使用瞬變電磁法（TEM）是一類在沒有產生一次場背的情況下，進行觀測、研究二次場的時間域的電磁感應的方法。這種方法以裝置的輕便，受旁測的影響小和高工效、低成本等諸多特點，被廣泛的應用在油氣勘探、工程物探、煤田地質的勘探、地下水和地熱勘探、考古、地質的構造研究、環境災害、地質調查諸多領域。（2）煤礦勘探技術的介紹。這種方法的探測原理，是在發送回線的上面供應電流的脈沖方波，在一般情況下，利用產生方波后沿的下降瞬間，產生一個朝向地下傳播，而一次磁場由一次場的激勵，地質體將會產生一個渦流，大小取決地質體導電的程度。一次場消失之后，該渦流并不能馬上消失，將有一個過渡的過程，且這個過程是衰減的。過渡過程，又會產生衰減二次磁場來向地表不斷傳播，由地面上的接收線圈，接收到二次磁場的信號，該信號與地下地質結構本身的電特性，有著密切的關系。如果按照不同延遲時間，測量二次的感生電動勢，就會得到二次場，隨時間衰減產生特性曲線，由發送電流，把他們歸一化以后，成為伏安特性曲線。通過對瞬變場，隨時間變化而變化規律的研究，可用來勘探地質體的分布情況。野外進行資料采集的時候，使用中心線框裝置，記錄點和測點重合，能夠使得體積效應，減至最小。由于工效等實際需求，勘探工程的中心探頭，可在發射線框的中心，甚至是區域內進行接收，理論上可近似認為，發射線框的中心為均勻場。

參 考 文 獻

[1]程裕淇.中國區域地質概論[M].北京：地質出版社，1994：62～65

[2]韓廣德.中國煤炭工業鉆探工程學[M].北京：煤炭工業出版社，2000：34～35