煤矿水文地质问题及勘探技术方法分析

张家贵

(山西汾西矿业(集团)有限责任公司双柳煤矿，山西 柳林 033300)

煤矿工程

煤矿水文地质问题及勘探技术方法分析

张家贵

(山西汾西矿业(集团)有限责任公司双柳煤矿，山西 柳林 033300)

随着各项新技术的涌现，煤矿水文地质问题逐渐浮现出来。勘探人员在工作中发现，煤矿勘探工作主要受到勘探技术与方法的影响。对煤矿水文地质问题及勘探技术方法进行了分析。

水文地质；勘探；煤矿

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[1]。

1 目前的状况及存在的问题

水文地质问题是煤矿勘测人员在进行开采和生产工作时要考虑的第一因素。想要让煤矿开采工作顺利进行，就必须要对该地区的水文地质进行勘测，并对其存在问题进行分析研究。

1.1 类型来源

1) 地表水与断层水。这里所提到的煤矿地表水是指来自于江河湖海的流动水、降水以及植物根茎所蓄存的水分。地表水远远不能够满足来自地下深层的煤矿所需的补给水。而煤矿地区断层部位所储存的往往是断层水，地下水的排泄和留下都会受到断层水的影响。因此，勘测人员必须要在煤矿开采工作开始之前勘察清楚断层水的分布状况。

2) 地下水。煤矿工作人员将矿区里的水层分为2种基本类型，含水层及含水带。散层空隙里的含水层主要是由碎石土和砂黏土构成，其具有含水层厚度较小、储水能力比较弱的特点，所以也被称为弱含水层。而岩溶裂缝中的含水层主要是由燧石灰岩和硅质层构成，有33 m左右的厚度，形态大都呈蜂窝状，由于水蚀情况比较严重，所以水分的流失和渗漏比较严重，从而引起水分的流失过多。因此，岩溶裂缝中的含水带的最大特点是，水位波动比较大。

1.2 水文地质问题

众所周知，矿区具有水源欠缺的问题。我国地理上的水资源和煤炭资源的分布极其不均匀，且分布方向呈现出不一致的情况。例如，我国北方水资源的含量不到煤矿资源含量的三分之一，而煤矿资源的含量居然高达90%。资料数据显示，矿区生产所需要的用水量不能低于296 m2，但实际用水量只有标准矿区用水量的二分之一。因此可以得出，我国煤矿生产用水严重缺乏。并且，矿区的煤矿生产所需要的供水量是矿区水文地质条件难以达到的。

矿井地质也同样受到了水害的影响。在矿区，各个矿井所呈现出来的状况都不相同。其中，大概有三分之一的重点矿区的矿井存在着比较复杂的水文地质条件，有不少的煤矿区域受到了水害的影响。随着煤矿工作的不断深入，矿区受到的水害影响也就愈来愈大，致使矿区的工作受到了严重的阻碍。

1.3 环境的污染

生活污水的产生是煤矿生产过程中难以避免的。若将生活污水随意排放[2]，一定会影响到周围的生态环境，从而对人们的生活造成一定的影响。若是将未经处理的化学污水进行排放，对人们的身体与周围的环境也将造成严重的危害。煤矿生产过程中所产生的污水对水文地质有着同样巨大的影响。若浅层的水分被排光，就会导致煤矿出现区域塌方的情况。

2 勘探技术方法

2.1 水文地质勘探的特征

煤矿水文地质的勘探一般都是分阶段、循序渐进地进行的。如图1所示。

图1 煤矿水文地质勘探阶段图

2.2 勘探技术

1) 钻探技术。该技术是煤矿勘探工作中最为常用的一项勘探技术。在实际勘探工作中，矿区的地质状况可以通过钻探技术准确掌握，从而更加有利于后续工作的进展。因煤矿分布的地域存在差异，所选用的钻探技术也要根据具体的情况来选择。

2) 物探技术。这也是我国煤矿勘探人员通常使用的一种技术。这项技术使水文地质勘探结果的精准度大大提高，它将三维地震法与电磁法相结合[3]。

3) 3S技术。所谓3S技术是指将GIS、RS、GPS技术相整合。在煤矿勘探工作中，可以利用该技术与计算机数据相结合，对水文地质情况进行详细分析，并收集该区域的数据、图像，以供日后参考研究。该项技术的运用大大地节省了勘测的时间。

4) 同位素技术。同位素技术是水文地质勘测技术中所需时间较长的一项技术，但这并不影响水文地质勘探工作者对它的运用。该项技术对地下水的各种情况能够精确地检测出来，是勘探工作理论依据的提供方。

2.3 工作方法

1) 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。

一般情况下，在表土层覆盖地段多应用这种方法。地测井γ射线频率与深度的关系如图2所示。

图2 脉冲与测井深度关系

2) 流量测井法。相对来说，这种方法需要的时间较短。在深度不同的钻孔横截面中也运用流量测井法来测量纵向的流量情况。只要钻孔出现纵向的流动水，就能够准确地将含水层与隔水层区分开来，并且能够很快地掌握到各层水分渗透情况与各层所处的位置等各种数据[4]。除此之外，流量测井法还具有稳定、便利等特点，在煤矿的勘测工作中得到较为广泛的运用。

除了上述的方法之外，还有大流量抽水试验法、矿井地下水连通试验法等几种水文地质勘探技术。

3 结语

煤矿的生产与开采工作受到煤矿勘测工作影响[5]。在对矿区的水文地质进行勘探时，可根据实际情况使用物探技术、钻探技术、流量测井法、3S技术、γ射线方法等。这些技术与方法的使用，能够有效地提高勘探工作的准确性和工作效率，确保勘探工作的每一个环节顺利进行。同时，各个部门要及时收集关于矿区水文地质的情况，并制定相应的解决方法，以免煤矿生产工作的进行因水文地质的因素而受到不必要的影响。

[1] 傅耀军，华解明，方向清.试论煤田(矿)水文地质问题及勘探技术方法[J].华北科技学院学报，2009，6(4)：7-10.

[2] 张涛.我国煤田水文地质与勘探技术分析[J].科技风，2015(2):11-13.

[3] 刘飞虎.煤矿水文地质勘探现状及新的勘探技术分析[J].内蒙古煤炭经济，2015(10):9-9.

[4] 李大为.浅谈煤田水文地质勘探技术方法[J].科技信息，2012(32)：697.

[5] 肖丽娜，苏亮广.浅谈煤矿水文地质问题及勘探技术方法[J].企业导报，2015(2):65-66.

Analysis of hydrogeological problems and exploration technology in coal mine

ZHANG Jiagui

(Shuangliu Colliery of Fenxi Mining Industry (Group) Co., Ltd., Liulin Shanxi 033300, China)

As to the emerged hydrogeological problems in coal mine, the exploration staff constantly sum up experience in the work, constantly explore and discover that the exploration in coal mine is mainly influenced by exploration technology and methods. This paper analyzes the hydrogeological problems and the exploration technology in coal mine.

hydrogeology; exploration; coal mine

2016-09-21

张家贵，男，1981年出生，工程师，现在从事地测技术管理工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.01.31

TD1；P64

A

1004-7050(2017)01-0094-03