煤礦水文地質問題及勘探技術方法分析

李海亮

摘 要：煤礦的勘探工作是煤礦生產的前提，煤礦生產的效率受到煤礦開采工作落實情況的影響。水文地質是煤礦勘探工作受到影響和干擾的主要因素之一。目前，水文地質存在的問題較多，煤礦生產工作由此受到了嚴重的阻礙。所以，將新的技術應用于煤礦水文地質，解決相應問題，對于我國的煤礦生產工作具有重大意義。

關鍵詞：煤礦；水文地質；問題；勘探技術

1煤礦水文地質勘探中的形式

1.1地表水與斷層水

煤礦地表水一般是來自因天氣原因而降的水、江海河流的流動水及植物根莖所貯存的水分等，由于煤礦貯藏位置往往在地表較深的部位，該部分水對煤礦造成的影響較小。煤礦區域的斷層部位儲存的往往是斷層水。斷層水對地下水排泄及流向等會造成影響，所以勘探人員在開展工作前都必須對水文地質地面進行調查并通過各種手段了解清楚斷層水的分布情況。

1.2含水層和含水帶

結合巖性組合與特點及水力性質等因素進行分析研究，煤礦工作人員能將礦區里所涵蓋的水層大概分解為含水層和含水帶兩種類型。其中，散層空隙中含水層構成部分是碎石土與砂粘土等，由于它們貯水能力較弱、含水層厚度也較小，因此被稱為弱含水層。巖溶裂縫中含水帶組成部分偏向于燧石灰巖與硅質層等，厚度均在33m左右，且裂縫形狀展現的幾乎是蜂窩狀，所以水蝕情況較為嚴重，水量會出現大量滲漏而引起水分過多減少。綜上所述，巖溶裂縫含水帶中會出現水位波動較大現象。

2煤礦水文地質勘探工作現狀分析

2.1勘探水平落后發達國家

同其他歐美發達國家相比，我國煤礦水文地質勘探領域比較落后，現有的水文地質勘探水平難以適應煤礦大量開采的現實要求。改革開放之后，我國在煤礦資源消耗越來越大，對煤礦資源的需求量也越來越大，部分煤礦企業為了能夠降低開采成本，根本不進行水文地質勘探就直接進行開采，嚴重影響了我國煤礦水文地質勘探工作的發展。

2.2對煤礦水文地質勘探工作的重視程度不足

煤礦水文地質勘探工作需要投入大量的人力、物力和財力，前期就需要企業投入大量費用，這使得很多煤礦業主接受不了，他們為了能夠實現降低開采成本，有意將勘探工作內容壓縮，使得水文地質勘探過程形同虛設，特別是一些小型的煤礦，對煤礦水文地質勘探更加不重視。

2.3煤礦水文地質勘探環境變得更加復雜

煤炭需求量的增長，導致礦井向更加深處的方向開采，這就直接導致了煤礦水文地質勘探條件面臨更加復雜多變的環境，勘探過程中出現了各種新問題，使得煤礦水文地質勘探工作面臨嚴峻挑戰。例如煤礦給排水工程的設計問題。種種問題的出現，都在很大程度上影響了我國水文地質勘探工作水平的提高。所以，必須盡快找出相應的解決方法以提高我國煤礦開采的效率迫在眉睫。

3勘探技術方法

3.1瞬變電磁法

瞬變電磁法應用在煤礦水文地質勘探過程中，首先需將線框鋪設到需要進行水文地質勘探的地標，緊接著將躍階電流輸入到線框中，然后斷開回線電流，這樣一來有電時產生的磁場將保存到線框下部空間中產生的感應場中，并且隨著時間會持續地向下傳播和擴散，遵循能量不斷遞減的規律傳播和擴散，這樣就能夠通過感應場能量變化的觀測獲得構造情況，從而實現對水文地質情況的勘探。地質巖石的濕度是影響煤礦地層結構電阻率的一個重要的因素，如果巖石的濕度不斷增加，那么電阻率將會下降的越快。另外，就斷層區域的電阻率而言，巖石的破碎程度以及水分含量也會對電阻率造成很大影響，并且富水性越高的區域電阻率越高。所以，對于一些有特點的水文地質情況而言，勘探人員可以依據這些因素迅速做出準確判斷。瞬變電磁法應用于煤礦水文地質勘探過程中具有很多優點，其中最主要的有這么幾個方面。第一，利用瞬變電磁法在進行水文地質勘探中，并不會受到礦井周圍復雜地質情況的影響，依然會有強大的感應場穿透力，靈敏度也非常高，能夠很好地應用在各種復雜的地質構造環境的水文地質勘探中。第二，勘探測量出來的數據情況更加真實可靠。瞬變電磁法應用在水文地質勘探過程中，在實施操作的時候，瞬變電磁法會采集成千上萬個樣本，而測量所得出的結果正是建立在成千上萬個數據基礎上，樣本數量大，反映出的事實具有更強的準確性。第三，由瞬變電磁法可以得知，一次場的測量目前在瞬變電磁測量中已經不存在，所以利用瞬變電磁法能夠更加真實準確地反映地層結構，精確度也更高。

3.2流量測井法

流量測井法應用在水文地質勘探過程中能夠通過測量不同深度的截面在兩個斷面方向上的流量來獲得各個巖層深度、含水層厚度以及滲透性能等參數。之后，勘探人員根據所獲得的各項參數的分析結果對含水層和隔水層進行區分，從而使得勘探人員能夠對礦井周圍的水文環境有著更加清晰的了解。與傳統的分層抽水法不同，流量測井法只需要經過一次測量之后便可以獲取所需的參數數據。流量測井法應用在水文地質勘探過程中，節省了大量的人力、物力、財力的同時，還可以對含水層的動力特性進行更加全面綜合的分析。相對而言，流量測井法最顯著的特點就是方便快捷效率高，應用在煤礦找水工作以及后期水害防治工作中作用特別明顯。但是，需要引起注意的是，盡管流量測井法已被廣泛應用，也解決了煤礦建設和開采過程中的諸多問題，但是流量測井法的工作方式采用的是模擬曲線來表示測井結果，而這種結果會受到很多因素的影響，并且外井徑也會對測量的結果產生影響，精確的定量測量在現階段的水文地質勘探過程中仍然難以實現。另外，流量測井法測量得到結果，用計算機處理起來很難，這也在一定程度上影響了流量測井法的進一步發展。

3.3 γ射線法

在煤礦生產工作中通常利用這種方法來尋找礦區的水源。因地質的構造以及巖石不同，所以遇見γ射線時所產生的反應也各不相同，勘探人員利用這些不同點來對地下水的分布情況進行判斷和分析，通過對地質構造的了解，準確無誤地找到水源。利用γ射線進行勘測，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、斷層破碎帶等進行地下水源的尋找時普遍應用這種方法。

3.4 3S技術

這項技術是經過整合GPS（全球定位系統）、RS（遙感）、GIS（地理信息系統）技術而成。3S技術在水文地質勘探中的應用優勢主要體現在：加快了勘探速率，減輕了工作壓力。以往的水文地質勘探，往往需要勘探人員野外作業，不僅工作條件艱苦，且勘探效率較低。運用3S技術后，可大大減輕工作壓力；提高了勘探結果的精確性。3S技術借助于計算機，能實現勘探技術的整理、計算，保證了計算速率和勘探精度。

4結論

對于煤礦企業來說，不僅要追求市場經濟效益，而且要兼顧生態保護和作業安全。近年來因水文地質勘探工作得不到及時開展，引發了多起礦井事故，給煤炭企業的管理人員敲響了警鐘。在今后工作中，必須要樹立管理意識和責任意識，并以實際行動保質保量地完成水文地質勘探工作，在確保企業生產和人員安全的同時，提升煤礦企業的市場競爭力。

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