煤田水文地質(zhì)的勘探方法探討

李丹

（河南省煤田地質(zhì)局三隊(duì) 450016）

煤田水文地質(zhì)的勘探方法探討

李丹

（河南省煤田地質(zhì)局三隊(duì) 450016）

煤炭是重要的能源，被廣泛的應(yīng)用到重工業(yè)、輕工業(yè)等方面，可彰顯煤炭的重要應(yīng)用價(jià)值。煤礦的開(kāi)采，應(yīng)從煤田水文地質(zhì)勘測(cè)著手，保證地下水和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的合理性，根據(jù)相關(guān)的勘測(cè)結(jié)果進(jìn)行勘測(cè)，以達(dá)到理想的地址勘測(cè)效果。為了提高勘探的質(zhì)量和效率，應(yīng)對(duì)勘探方法進(jìn)行規(guī)范與優(yōu)化，以此來(lái)掌握礦區(qū)煤礦的具體情況，對(duì)煤炭行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

煤田；水文地質(zhì)；勘探方法

作為重要的自然資源，煤炭資源與水資源的分布情況是相對(duì)的，九成以上的煤炭資源都分布在干旱地區(qū)，大都集中在山西、內(nèi)蒙古、陜西和寧夏等地區(qū)。現(xiàn)如今，我國(guó)的煤炭經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，拉動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的急劇增長(zhǎng)，煤炭經(jīng)濟(jì)具有不可替代的地位，進(jìn)出口貿(mào)易額在不斷增長(zhǎng)。為了更為順利的發(fā)展煤炭經(jīng)濟(jì)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)勘探工作，運(yùn)用更為規(guī)范性的方法來(lái)開(kāi)展勘測(cè)工作，提高水文地質(zhì)的勘測(cè)質(zhì)量和水平。

1　煤田水文地質(zhì)勘探概述

水文地質(zhì)勘探工作的開(kāi)展，旨在對(duì)水文地質(zhì)條件和內(nèi)部情況進(jìn)行分析，為煤礦開(kāi)采工作的開(kāi)展提供條件。在該工作中，應(yīng)根據(jù)外部條件變化的實(shí)際情況進(jìn)行評(píng)估與勘測(cè)，結(jié)合該區(qū)域的地貌、自然環(huán)境、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等選擇合適的水文地質(zhì)勘探種類，可以從多種勘探方法中進(jìn)行選擇，如鉆探、地球物理勘探、淺井、坑探等方法，以明確該礦井的水文地質(zhì)開(kāi)采條件。不同的鉆探方法具有不同的功能與用途，鉆探的效率相對(duì)較高，可以深入到地下，勘探到更深層的地質(zhì)等，具有優(yōu)質(zhì)的勘探效果，其應(yīng)用效果相對(duì)顯著，受到勘探行業(yè)的廣泛關(guān)注。而物理勘探是一種重要的方法，是現(xiàn)代勘探過(guò)程中無(wú)法代替的方式，扮演著至關(guān)重要的角色。采用淺井、坑探技術(shù)，其勘探技術(shù)具有限制性與約束性，其探查的深度有限，且探查的效率并不是很高，其在水文地質(zhì)勘探中的應(yīng)用頻率并不是很高，應(yīng)用效果不明顯。

2　現(xiàn)階段煤田水文地質(zhì)問(wèn)題分析

2.1水源相對(duì)匱乏

通過(guò)對(duì)現(xiàn)階段煤田水文地質(zhì)問(wèn)題的分析，了解到水源匱乏現(xiàn)象相對(duì)嚴(yán)重，水資源的分布不夠均衡，且與煤炭資源的分布存在嚴(yán)重的差異，是煤田水文地質(zhì)勘探工作中面臨的一項(xiàng)關(guān)鍵性問(wèn)題。我國(guó)的煤炭資源主要分布在北方地區(qū)，煤炭含量占到全國(guó)的九成以上，但是含水量卻為3成。通過(guò)諸多地區(qū)水文地質(zhì)勘探結(jié)果的分析，煤礦在生產(chǎn)與加工的過(guò)程中所需要的水量將近300方，但其真實(shí)的效果還不到150方[1]，從相關(guān)勘探結(jié)果和調(diào)查數(shù)據(jù)可以明確得出，我國(guó)煤田水資源嚴(yán)重匱乏，影響著礦區(qū)工作的順利展開(kāi)。

2.2水害問(wèn)題嚴(yán)重

我國(guó)地大物博，煤炭資源相對(duì)豐富，主要集中在北方地區(qū)，其礦井區(qū)域位置的不同，會(huì)影響著其地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同[2]。目前，礦井內(nèi)部的地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，極易受到水害的威脅，尤其是煤礦開(kāi)采工作的不斷深入，使得水害問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，對(duì)煤田礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，會(huì)為煤礦開(kāi)采工作帶來(lái)嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。水害是制約水文地質(zhì)勘探工作的重要因素，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，會(huì)為開(kāi)采工作帶來(lái)難題。

2.3環(huán)境污染惡劣

對(duì)于礦區(qū)而言，環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重是其面臨的另一個(gè)重要問(wèn)題，附近居民的生活污水肆意排放，會(huì)對(duì)礦區(qū)內(nèi)部水資源情況構(gòu)成污染與威脅，是現(xiàn)階段面臨的一項(xiàng)重要問(wèn)題，對(duì)周邊環(huán)境造成破壞，為人們帶來(lái)困擾。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，企業(yè)數(shù)量在不斷增加，工業(yè)污水不斷排放，其中含有大量的化學(xué)藥品和有害物質(zhì)，嚴(yán)重威脅著人們的健康，遏制農(nóng)作物的健康生長(zhǎng)。污水的不斷排放，會(huì)導(dǎo)致礦區(qū)的地下水位發(fā)生變化，水位分布不均，若淺層的水分排出后，會(huì)引起嚴(yán)重的煤礦塌陷現(xiàn)象，容易引起干旱問(wèn)題，會(huì)大大提高煤礦開(kāi)采的成本。

3　煤田水文地質(zhì)的勘探方法創(chuàng)新

3.1技術(shù)

3.1.1鉆探技術(shù)

新時(shí)期，煤田水文地質(zhì)的勘探技術(shù)得到了不斷的創(chuàng)新與優(yōu)化，在科學(xué)家與研究者的不斷探索下，鉆探技術(shù)在逐漸走向成熟，其中鉆孔透視儀測(cè)量巖溶就是其中的典型代表。該技術(shù)是借助無(wú)線電波來(lái)開(kāi)展勘探工作的。由于礦區(qū)地下巖石的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)不同，電磁波在其中的傳播能力也會(huì)發(fā)生變化，在透視上的距離也截然不同[3]。該技術(shù)是借助兩個(gè)鉆孔通過(guò)介質(zhì)進(jìn)行電磁波信號(hào)的傳遞與接收來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水位地質(zhì)的勘探，將發(fā)電機(jī)與接收設(shè)備分別放置在信號(hào)傳輸位置與接收位置，扮演傳輸裝置與接收裝置的角色，保證信號(hào)傳遞的質(zhì)量和效率。該技術(shù)所勘探的對(duì)象為深度不同的溶洞和巖溶通道，探測(cè)器具有很強(qiáng)的敏感性，可將探測(cè)結(jié)果及時(shí)發(fā)送與傳輸?shù)浇邮掌鞯奈恢茫且环N創(chuàng)新性探測(cè)技術(shù)。

3.1.2物探技術(shù)

隨著煤炭經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，煤礦開(kāi)采工作正在如火如荼的開(kāi)展，勘探工作者正在致力于研發(fā)高效的勘探技術(shù)，物探技術(shù)就是其重要的鉆研成果。該項(xiàng)技術(shù)是采用三維地震法與電磁法相結(jié)合的方式，其使用效果更佳，在勘探精確度上更具高效性，勘探質(zhì)量更為理想，是后期水文地質(zhì)勘探工作值得借鑒的重要方法。

3.1.33S技術(shù)

3S技術(shù)是GPS、RS、GIS的縮寫(xiě)，是三種技術(shù)的相互整合[4]，將現(xiàn)代水文地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)繪技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了勘探技術(shù)的現(xiàn)代化與信息化，勘探效果更佳，可及時(shí)獲取足夠的水文地質(zhì)信息，并快速的獲取足夠的數(shù)字化信息。3S技術(shù)是現(xiàn)代煤礦勘探行業(yè)的重要技術(shù)，旨在為煤礦開(kāi)采工作的開(kāi)展提供條件，該項(xiàng)技術(shù)的持續(xù)時(shí)間較短，且開(kāi)采效果更加高效，極大的縮短了水文地質(zhì)勘探的時(shí)間，是現(xiàn)代勘探技術(shù)與信息化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是煤田水文地質(zhì)勘探的一項(xiàng)重要科研成果。

3.2方法

3.2.1流量測(cè)井法

煤田水文地質(zhì)勘探工作的不斷深入，流量測(cè)井法逐漸走入了人們的視線，該方法實(shí)施的時(shí)間較短，其能夠?qū)μ幵诓煌疃鹊你@孔橫截面的縱向流量進(jìn)行控制測(cè)量。由此可見(jiàn)，一旦鉆孔出現(xiàn)水的縱向流動(dòng)時(shí)，可以應(yīng)用該方法來(lái)進(jìn)行含水層與隔水層的區(qū)分，可及時(shí)獲取各層的位子等參數(shù)，測(cè)量方法具有高效性與實(shí)效性。該方法相較于其他方法更為便利，且穩(wěn)定性高，測(cè)量質(zhì)量高，在水文地質(zhì)勘探中的停用相對(duì)廣泛。

3.2.2γ射線法

借助γ射線法能夠絲線水源找水，是其重要的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)γ射線法的應(yīng)用效果會(huì)隨著巖石與地質(zhì)構(gòu)造的不同而發(fā)生變化，反應(yīng)情況存在差異性，勘探人員可以借助該方法了解礦區(qū)的地下水位，熟練掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)，對(duì)煤礦開(kāi)采工作具有輔助性的作用。γ射線方法，其內(nèi)部執(zhí)行力相對(duì)穩(wěn)定，不會(huì)受到地形因素的嚴(yán)重影響，方法成本相對(duì)較低，技術(shù)操作相對(duì)簡(jiǎn)單，優(yōu)點(diǎn)突出，是現(xiàn)代水文地質(zhì)勘探中必不可少的方法之一。該方法普遍應(yīng)用在對(duì)裂隙帶、斷層破碎帶等地進(jìn)行尋找地下水源工作中[5]。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，煤田水文勘測(cè)是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)性的工程，其中涉及的技術(shù)較多，專業(yè)性較強(qiáng)，勘探技術(shù)得到了不斷的革新與優(yōu)化，是當(dāng)前水文地質(zhì)勘測(cè)水平提高的重要依據(jù)。如今，礦井的地質(zhì)條件愈趨復(fù)雜，斷層發(fā)育情況多變，煤層厚度在不斷加大，運(yùn)用傳統(tǒng)的水文地質(zhì)勘探方法并不能達(dá)到理想的效果，應(yīng)運(yùn)用創(chuàng)新性的勘探技術(shù)進(jìn)行勘測(cè)，借助鉆孔透視儀、γ射線、流量測(cè)井儀等設(shè)備進(jìn)行輔助性勘探，取得了理想的地質(zhì)勘探效果，值得在煤田水文地質(zhì)勘探中應(yīng)用。

[1]楊壽成，羅發(fā)珍.淺談煤礦水文地質(zhì)問(wèn)題及勘探技術(shù)方法[J].價(jià)值工程，2013，28（27）：305～306.

[2]馬利軍.礦區(qū)水文地質(zhì)勘探階段與方法[J].山西建筑，2014，19（08）：101～102.

[3]李大為.淺談煤田水文地質(zhì)勘探技術(shù)方法[J].科技信息，2012，30（32）：697.

[4]王旭東.煤田水文地質(zhì)勘探技術(shù)方法的有關(guān)探索[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013，15（23）：26.

[5]傅耀軍，華解明，方向清.試論煤田（礦）水文地質(zhì)問(wèn)題及勘探技術(shù)方法[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，23（04）：7～10.

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