礦山水文地質勘探現狀及新的勘探技術探討

馬相霞

（山東省煤田地質局第四勘探隊，山東 濰坊 261206）

井下安全仍然是礦山生產中的第一要素。在進行井下開采工作開展之前，做好水文地質勘探工作，不僅可以保證井下生產安全，還可以提高礦山生產效率。因此，礦企應在實踐中，立足于水文地質勘探現狀來科學使用新的勘探技術，全面掌握詳細的礦山地質環境，以降低礦山生產風險發生概率，確保礦山生產安全進行。鑒于此，本文圍繞“礦山水文地質勘探現狀及新的勘探技術”進行分析探討價值意義顯著。

1 礦山水文地質勘探的重要作用分析

1.1 有利于科學預測井下涌水量

相關工作人員開展有效的水文地質勘探工作，可據此科學預測出井下用水量。在此基礎上，相關人員即可根據井下用水量來制定出針對性的預防方案，即可在礦山井下生產中降低安全事故的發生概率，以保證井下生產安全[1]。簡言之，在水文地質勘探工作中，通過使用合理的水文地質勘探技術，可得出礦山開采區域地下水含量，據此分析該區域是否具備開采條件，并根據勘查結果來制定針對性強且可行的礦山開采方案。

1.2 有利于優化井下給排水設計

開展水文地質勘探工作可以獲得大量井下數據信息，便于全面了解礦井的水文情況，這樣一來，即可在井下給排水設計過程中，借助勘查信息來進行設計方案的優化，便于提高設計方案的可行性和科學性[2]。另外，相關人員可對其進行進一步的綜合分析，從而能夠在保證井下安全生產的同時，降低礦山開采成本。不僅如此，相關工作人員可利用水文地質勘探結果來分析巷道的地質結構，以明確地質結構中是否存在問題，詳細掌握采空區的積水情況，從而有利于順利開展礦山開采工作，有效提升礦山生產的綜合效益。

1.3 有利于降低安全生產事故發生概率

相關工作人員通過開展水文地質勘探工作，可全面掌握井下的環境情況，及時發現其中潛在問題，還可以據此判斷出礦山開采過程中潛在安全隱患，這樣即可有利于礦企提前制定可行措施來保證礦山安全生產，從而有利于降低礦山安全生產事故發生概率。除此之外，開展水文地質勘探工作可以為礦山開采工作提供大量數據，便于工作人員有針對性地關注安全事故易發點，從而提高礦山開采安全性。

2 礦山水文地質勘探現狀分析

近些年來，我國礦山水文地質勘探技術在現代科技快速發展的支持下得以不斷進步發展，為提高礦山生產效率和安全性提供了技術支持。但是在實踐中，水文地質勘探仍然存在一些現實問題而不利于水文地質勘探工作質量和效率的提升，總結包括以下內容：

2.1 礦山水文地質勘探工作重視度有待提高

礦山開采是一項專業性強且有一定風險的工作，為降低安全事故發生概率，在礦山開采之前往往要安排專業技術人員深入現場做好水文地質勘探工作，以此全面了解礦山開采區域環境的具體情況。而此過程往往需要投入一定的成本。因此，部分礦企為增加經濟收益而經常忽略水文地質勘探工作，或者直接走常規形式，無法體現水文地質勘探工作的作用。同時，礦企在勘探工作中，經常會在取樣、補孔等方面出現不規范性行為，進而影響勘探工作質量。另外，由于礦企對水文地質勘探工作缺乏重視度，往往會在具體工作中沒有刻意地安排專業技術人員開展此項工作，導致在勘探中只能了解基礎情況，而無法準確地獲得全面的礦山開采區域的水文地質信息，從而無法準確預測出潛在的安全風險，這樣容易引發安全事故而威脅開采人員的生命安全。

2.2 新水文地質勘探技術缺乏應用效果

事實上，礦山水文地質勘探工作環境十分復雜，尤其是隨著礦山開采量的增加而地下延伸的深度不斷增加的情況下，相應的礦井周邊的是水文地質環境也變得更加復雜。針對此情況，水文地質勘察技術和設備應不斷完善和優化，才能滿足水文地質勘探工作需求。但是實際情況是大部分礦山沒有引進新型水文地質勘探技術，使得水均衡試驗缺乏。同時，諸如GPS、GIS等新型勘探技術的應用較少，這些都對礦山水文地質勘探工作質量產生了負面影響。

3 礦山水文地質勘探工作中新的勘探技術及其應用分析

在礦山水文地質勘探工作過程中，相關工作人員需要實時跟進掌握礦山的實際生產情況，以便準確地預測礦層的含水量和含水區域，從而為開采方案的制定與優化提供有價值的參考數據。在礦山水文地質勘探工作中，針對不同的環境和環節往往要使用不同的勘探技術，現對勘探工作中應用的新技術進行逐一分析，具體如下。

3.1 鉆孔透視勘探技術

在礦山水文地質勘探工作中，無線電技術應用較為廣泛，其中鉆孔透視技術是重要應用之一，應用原理是無線電波對不同地層的反射性與穿透性不一致，可準確分析出巖層里的溶洞和含水層。無線電波在傳播過程中，傳播系數往往會受到傳播介質類型的影響，而不同傳播介質的傳遞系數各不相同，鉆孔透視技術就是根據這一特征來獲得準確的勘探結果。如在井下地層內有積水，電波在通過積水區域時會產生明顯的波動，此刻技術人員只需要根據無線電波的波動情況來判斷積水層。除此之外，技術人員利用鉆孔透視勘探技術開展水文地質勘探工作，可在勘探巖層表面鉆探兩個鉆孔，并分別放入無線電發射設備和接收設備，這樣一來，無線電發射設備在發出無線電信號之后，可在無線電接收設備的支持下及時接收這一信號，而相關工作人員可通過無線電信號頻率及幅度變化情況進行定量分析來明確礦井下巖層是否有巖層溶洞、地下水等，并對此進行精準的定位，能夠為后續礦山開采工作提供大量具有價值的信息。

3.2 流量測井勘探技術

流量測井勘探技術作為一種新興技術，應用在礦山水文地質勘探工作中具有一定的優勢，集中體現在數據獲取數據快，且操作便捷，可減少勘探成本。流量測井勘探技術的應用原理是通過地層不同深度的界面上斷面不同的流量來實現不同深度的水位、水層厚度等內容的勘探。在礦山水文地質勘探工作中，相關人員在流量測井勘探技術的支持下，可準確分析地層的含水層和隔水層，從而有利于全面掌握礦區的水文地質情況。這樣一來，相關人員在制定礦山開采技術方案時，即可有大量且詳細的數據予以支持，從而有利于提高礦山開發技術方案的可行性和科學性，對礦山安全開采具有一定的積極意義。但是需要注意的是在礦山水文地質勘探工作中應用流量測井勘探技術，要求具體開展此項工作的人員必須具備一定的專業性，原因在于利用此項技術獲得數據之后，需要技術人員綜合分析可能存在的因素，并據此矯正一些參數，而這一過程不能利用計算機技術來完成測量數據的參數模擬，這種情況下對工作人員提出了一定的專業要求。

3.3 γ射線水探勘探技術

在礦山水文地質勘探工作中，γ射線水探勘探技術作為一項常見技術之一。在礦山水文地質勘探工作中，γ射線水探勘探技術的應用領域有探尋破碎底層、勘探裂縫地層發育水等，并且在實踐中表現出突出的優勢，如設備簡單、抗干擾能力強等。γ射線水探勘探技術的應用原理是利用γ射線掃描勘探區域，相關工作人員只需要結合掃描的橫向分布情況，即可分析出井下的含水層位置及含水量，進而根據分析結果來判斷井下開采是否存在風險。在實踐中，γ射線水探勘探技術被廣泛應用在礦區表層土覆蓋情況下，原因在于地層的深度對γ射線的頻率有較大的影響。因此，在礦山水文地質勘探工作中，技術人員要想應用γ射線水探勘探技術展開具體工作，需要對礦區周圍的地質環境進行綜合分析，確定其是否具備條件應用γ射線水探勘探技術開展勘探工作。另外，在礦山水文地質勘探工作中應用γ射線水探勘探技術，獲得的含水量數據信息只是一個參考依據，而不能用于模型計算當中。

3.4 電磁波瞬變勘探技術

在礦山水文地質勘探工作中，除了上述技術之外，電磁波瞬變勘探技術也是一種常用技術，主要采取在地表布設線框，然后向地表中輸入階躍電流，并根據能量變化情況來進行勘探。在實踐中，若工作人員輸入地表中的階躍電流若出現中斷并產生感應電場，且感應電場還能保持通電狀態不變，但是會出現能量隨時間變化而發生變化的情況，相關技術人員即可根據感應磁場能量的變化情況來分析得出地層的具體信息。通常來說，地層內含水量大，電阻率則相對更低。基于此，相關技術人員即可根據感應磁場的能力變化情況，分析得出地層的含水量、破裂程度等。

4 結語

綜上所述，礦山水文地質勘探工作的開展，可以為井下安全開采提供大量數據信息支持。因此，礦企應在生產過程中立足于礦山水文地質勘探現狀，積極探尋有效方式來提升水文地質勘探工作質量和效率。

同時，礦企還要注重新的勘探技術的合理使用，如γ射線水探勘探技術、流量測井勘探技術等，在合理科學應用新的勘探技術的基礎上，才能大幅度提升礦山水文地質勘探工作質量和效率，進一步為礦山開采工作的安全性提供充分有效的保障。