探讨煤田水文地质勘探技术

2015-03-31焦裕敏

地球 2015年7期

关键词：水文地质水文勘探

焦裕敏

（山东省地质测绘院山东济南250002）

探讨煤田水文地质勘探技术

焦裕敏

（山东省地质测绘院山东济南250002）

煤炭是一种重要的能源资源，对我国经济的发展具有重要的作用，因此，需要加强对矿区水文地质勘探技术的研究。本文将主要围绕煤田水文地质勘探技术展开论述。

水文地质勘探技术特点

1　前言

我国水文地质勘探工作从50年代开始，经过半个多世纪的发展，取得了举世瞩目的成就，相比前苏联、美国以及其他国家，我国水文地质勘探工作的特点是起步晚、发展迅速。50年代，首次建立起全国性的水文地质工程队伍；60年代，在东部大平原和西北缺水地区这些特殊的地理区域进行了水文地质的普查；70年代，全国三分之二以上的地区完成了水文地质的普查工作，水文地质勘查技术更加完善，地下水动态观测站在各省市自治区陆续建成；80年代，我国的水文地质勘探工作过程中，开始重视水文环境，加强环境立法；水文勘探发展到当前，数字地球建成，地理信息中的3S（GIS、GPS、RS）应用于处理水文地质的空间数据，以及专业性软件随着计算机的发展广泛应用于水文地质的勘探，为水文地质工作的发展提供了技术上更加有力的支持。

2　水文地质勘探的目的

水文地质勘探是水文勘探技术工作者为了了解某区域的水文地质环境以开发利用相关资源而进行的科学探究工作。出于不同目的和要求，水文地质勘探又可以进一步划分为普查和勘探，普查是综合性的，用以表达普查结果的水文地质图的比例尺为1:20万，而水文地质勘探是在已用普查方式探明地下水的分布后对特定区域水文资源的深入调查，服务于专门目的，如从居民健康考虑，对区域内供水水文的调查，采矿时对矿床水文地质的勘探等。

3　水文地质勘探内容和要求

（1）泉水调查：查明出露地貌位置和地质条件、成因类型、补给来源、流量、水质、水温、访问其动态变化情况。选择部分代表性强的泉取样，进行水质化学全分析和作细菌、污染、放射性分析。（2）老硐调查：查明硐Eli地貌位置和地质条件、老硐形状、断面、长度、揭穿层位和岩性、出水量、水质、水温、访问其动态变化情况。选择有代表性的取样进行水质化学全分析和作细菌、污染、放射性分析。（3）地表水体调查：查明河流、溪沟点的地貌位置和地质条件、水位、流量、水质、水温、与地下水的联系，访问其动态变化情况。

4　矿区水文地质勘探技术方法

4.1综合物探技术方法

综合物探技术方法是将地震以及电法勘探方法结合在一起，主要是解决在煤矿开采过程中出现的构造与矿井水的问题，这种方法比较快捷方便，并且具有较大的经济性。在进行煤矿采区物探时，一方面是充分地利用采区的高分辨率三维地震数据体，再结合已有的钻孔资料，对采区的目的层构造进行科学合理地分析、说明，构建一套完整系统的立体构造图像。

4.2地下水化学及同位素研究

地下水化学在属于水文地质学的一门基本学科，对生态环境有着重要的影响。近几年随着科学技术的不断发展，同位素研究和应用在水文地质学中得到了广泛地推广，渐渐成为水文地质化学中的一种重要手段。加强对同位素方法的研究，有助于加强对地下水的起源、形成、储存以及质量的变化等方面的研究，同时，可以正确地判断地下水的补给开源、补给强度以及补给比例、补给的具体位置等。

4.3水文地质钻探技术

无论采用何种现代技术勘测方法，获取水文地质信息的最直接、最有效的方法仍旧是水文钻探方式。水文钻探方式是一种比较常用的勘测方式，对煤田水文地质勘探有着重要的作用。我国的煤地层主要分布在山前、盆地边缘等地区，这些地区比较干旱，相当地缺水，因此，需要加大对应用钻进过程中少用水甚至是不用水技术的研究，比如，空气反循环以及泡沫钻进等技术。同时，一般情况下，煤系下伏碳酸盐岩埋藏得比较深，奥陶系岩溶含水层中多层泥灰岩夹层，在钻进的过程中，经常出现地层漏失以及地层坍塌的情况，同时由于钻孔结构比较复杂，严重影响着正常安全进尺，因此，需要研究针对性解决问题的钻探技术以及合理的钻孔结构。

4.4“3S”技术

“3S”技术是GPS、GIS、RS三项技术的整合，它以计算机的数据分析、绘图技术，及遥感、成像技术等为基础，进行勘探工作，是目前煤矿生产中水文地质状况勘探的主要方法，可以有效借用三种技术的优势，以保证其勘探工作在信息的采集、处理以及分析等方面的一体化实旅。“3S”技术中较为主要的技术为Rs遥感技术，它与计算机技术相结合，可通过构建全方位完善的遥感体系，是吸纳对于煤炭资源水文地质状况的自主、自动的智能化勘测调查，以节省勘探工作人员，提升勘探工作效率及质量。而此项技术与GPS、GlS结合应用，能够使水文地质勘探工作更加顺利的实施，并得到更加精准的结果。

4.5流量测井法

当前时期，流量测井法在水文地质的勘探工作中，属于较新的一种方泫，它主要用来对不同深度阶段的钻孔横截面中的纵向流量状况进行测量。只要钻孔中存在纵向的水流运动，利用该方法，均能够实现对于含水层及隔水层的有效划分，同时达到对于各层的位置、厚度以及渗透状况等参数的掌握，此种方法便捷稳定，在目前煤矿生产的找水及预防水害工作中应用较为广泛。

5　矿区水文地质勘探技术的特点

在矿区水文地质勘探过程中，可以充分利用矿井的有利条件，做到井上、下相结合，以增强时空优势。在矿区水文地质勘探试验时，进行以井下放水试验（有时包括连通试验）为主的井下勘探，井上、下结合观测的综合勘探方法。这种以井下放水试验为中心的矿井水文地质综合勘探方法，不仅大大扩大了勘探空间，使勘探工程的布置带有立体性，而且放水试验的水量和水位降深可以不受抽水设备能力的限制，能够较真实地模拟矿井建设、生产过程中的地下水流场特征，对矿井水文地质条件的评价和预测更接近于矿井建设、生产的实际，从而可为矿井建设、生产过程中的矿井防治水工作提供可靠的水文地质依据。