煤矿水文地质问题及勘探技术方法分析

李海亮

摘 要：煤矿的勘探工作是煤矿生产的前提，煤矿生产的效率受到煤矿开采工作落实情况的影响。水文地质是煤矿勘探工作受到影响和干扰的主要因素之一。目前，水文地质存在的问题较多，煤矿生产工作由此受到了严重的阻碍。所以，将新的技术应用于煤矿水文地质，解决相应问题，对于我国的煤矿生产工作具有重大意义。

关键词：煤矿；水文地质；问题；勘探技术

1煤矿水文地质勘探中的形式

1.1地表水与断层水

煤矿地表水一般是来自因天气原因而降的水、江海河流的流动水及植物根茎所贮存的水分等，由于煤矿贮藏位置往往在地表较深的部位，该部分水对煤矿造成的影响较小。煤矿区域的断层部位储存的往往是断层水。断层水对地下水排泄及流向等会造成影响，所以勘探人员在开展工作前都必须对水文地质地面进行调查并通过各种手段了解清楚断层水的分布情况。

1.2含水层和含水带

结合岩性组合与特点及水力性质等因素进行分析研究，煤矿工作人员能将矿区里所涵盖的水层大概分解为含水层和含水带两种类型。其中，散层空隙中含水层构成部分是碎石土与砂粘土等，由于它们贮水能力较弱、含水层厚度也较小，因此被称为弱含水层。岩溶裂缝中含水带组成部分偏向于燧石灰岩与硅质层等，厚度均在33m左右，且裂缝形状展现的几乎是蜂窝状，所以水蚀情况较为严重，水量会出现大量渗漏而引起水分过多减少。综上所述，岩溶裂缝含水带中会出现水位波动较大现象。

2煤矿水文地质勘探工作现状分析

2.1勘探水平落后发达国家

同其他欧美发达国家相比，我国煤矿水文地质勘探领域比较落后，现有的水文地质勘探水平难以适应煤矿大量开采的现实要求。改革开放之后，我国在煤矿资源消耗越来越大，对煤矿资源的需求量也越来越大，部分煤矿企业为了能够降低开采成本，根本不进行水文地质勘探就直接进行开采，严重影响了我国煤矿水文地质勘探工作的发展。

2.2对煤矿水文地质勘探工作的重视程度不足

煤矿水文地质勘探工作需要投入大量的人力、物力和财力，前期就需要企业投入大量费用，这使得很多煤礦业主接受不了，他们为了能够实现降低开采成本，有意将勘探工作内容压缩，使得水文地质勘探过程形同虚设，特别是一些小型的煤矿，对煤矿水文地质勘探更加不重视。

2.3煤矿水文地质勘探环境变得更加复杂

煤炭需求量的增长，导致矿井向更加深处的方向开采，这就直接导致了煤矿水文地质勘探条件面临更加复杂多变的环境，勘探过程中出现了各种新问题，使得煤矿水文地质勘探工作面临严峻挑战。例如煤矿给排水工程的设计问题。种种问题的出现，都在很大程度上影响了我国水文地质勘探工作水平的提高。所以，必须尽快找出相应的解决方法以提高我国煤矿开采的效率迫在眉睫。

3勘探技术方法

3.1瞬变电磁法

瞬变电磁法应用在煤矿水文地质勘探过程中，首先需将线框铺设到需要进行水文地质勘探的地标，紧接着将跃阶电流输入到线框中，然后断开回线电流，这样一来有电时产生的磁场将保存到线框下部空间中产生的感应场中，并且随着时间会持续地向下传播和扩散，遵循能量不断递减的规律传播和扩散，这样就能够通过感应场能量变化的观测获得构造情况，从而实现对水文地质情况的勘探。地质岩石的湿度是影响煤矿地层结构电阻率的一个重要的因素，如果岩石的湿度不断增加，那么电阻率将会下降的越快。另外，就断层区域的电阻率而言，岩石的破碎程度以及水分含量也会对电阻率造成很大影响，并且富水性越高的区域电阻率越高。所以，对于一些有特点的水文地质情况而言，勘探人员可以依据这些因素迅速做出准确判断。瞬变电磁法应用于煤矿水文地质勘探过程中具有很多优点，其中最主要的有这么几个方面。第一，利用瞬变电磁法在进行水文地质勘探中，并不会受到矿井周围复杂地质情况的影响，依然会有强大的感应场穿透力，灵敏度也非常高，能够很好地应用在各种复杂的地质构造环境的水文地质勘探中。第二，勘探测量出来的数据情况更加真实可靠。瞬变电磁法应用在水文地质勘探过程中，在实施操作的时候，瞬变电磁法会采集成千上万个样本，而测量所得出的结果正是建立在成千上万个数据基础上，样本数量大，反映出的事实具有更强的准确性。第三，由瞬变电磁法可以得知，一次场的测量目前在瞬变电磁测量中已经不存在，所以利用瞬变电磁法能够更加真实准确地反映地层结构，精确度也更高。

3.2流量测井法

流量测井法应用在水文地质勘探过程中能够通过测量不同深度的截面在两个断面方向上的流量来获得各个岩层深度、含水层厚度以及渗透性能等参数。之后，勘探人员根据所获得的各项参数的分析结果对含水层和隔水层进行区分，从而使得勘探人员能够对矿井周围的水文环境有着更加清晰的了解。与传统的分层抽水法不同，流量测井法只需要经过一次测量之后便可以获取所需的参数数据。流量测井法应用在水文地质勘探过程中，节省了大量的人力、物力、财力的同时，还可以对含水层的动力特性进行更加全面综合的分析。相对而言，流量测井法最显著的特点就是方便快捷效率高，应用在煤矿找水工作以及后期水害防治工作中作用特别明显。但是，需要引起注意的是，尽管流量测井法已被广泛应用，也解决了煤矿建设和开采过程中的诸多问题，但是流量测井法的工作方式采用的是模拟曲线来表示测井结果，而这种结果会受到很多因素的影响，并且外井径也会对测量的结果产生影响，精确的定量测量在现阶段的水文地质勘探过程中仍然难以实现。另外，流量测井法测量得到结果，用计算机处理起来很难，这也在一定程度上影响了流量测井法的进一步发展。

3.3 γ射线法

在煤矿生产工作中通常利用这种方法来寻找矿区的水源。因地质的构造以及岩石不同，所以遇见γ射线时所产生的反应也各不相同，勘探人员利用这些不同点来对地下水的分布情况进行判断和分析，通过对地质构造的了解，准确无误地找到水源。利用γ射线进行勘测，不仅成本低、操作简单，而且受地形的影响较小。所以，在对裂隙带、断层破碎带等进行地下水源的寻找时普遍应用这种方法。

3.4 3S技术

这项技术是经过整合GPS（全球定位系统）、RS（遥感）、GIS（地理信息系统）技术而成。3S技术在水文地质勘探中的应用优势主要体现在：加快了勘探速率，减轻了工作压力。以往的水文地质勘探，往往需要勘探人员野外作业，不仅工作条件艰苦，且勘探效率较低。运用3S技术后，可大大减轻工作压力；提高了勘探结果的精确性。3S技术借助于计算机，能实现勘探技术的整理、计算，保证了计算速率和勘探精度。

4结论

对于煤矿企业来说，不仅要追求市场经济效益，而且要兼顾生态保护和作业安全。近年来因水文地质勘探工作得不到及时开展，引发了多起矿井事故，给煤炭企业的管理人员敲响了警钟。在今后工作中，必须要树立管理意识和责任意识，并以实际行动保质保量地完成水文地质勘探工作，在确保企业生产和人员安全的同时，提升煤矿企业的市场竞争力。

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