煤矿水文地质勘测现状与应用技术

张爱民

摘 要：我国是一个富煤、少油、少气的国家，经济的快速发展加大了对于能源的需求。煤炭作为一种重要的一次化石能源及工业原料在我国的经济发展中发挥着极为重要的作用。随着煤炭需求量的增加，积极做好煤炭的勘探与开采保障煤炭的供应对于经济的健康稳定发展至关重要。煤矿井下开采的安全性受制于多种复杂因素的影响，其中以地下水为主要影响因素之一。做好煤矿水文地质勘测工作是消除煤矿井下地下水渗漏、透水等安全事故的重要举措之一，通过做好煤矿水文地质勘测工作能够对煤矿井下地质状况的分布以及可能遭遇的地下水等的情况进行预测，从而针对性地开展防水、排水等的措施来保障煤矿的安全开采。文章在分析煤矿水文地质勘测工作特点的基础上对煤矿水文地质勘测工作中所面临的问题及应对措施进行了分析阐述。

关键词：煤矿井下；水文地质勘测工作；问题；处理措施

中图分类号：P641 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）12-0150-02

Abstract： China is rich in coal， less oil， less gas， the rapid development of the economy has increased the demand for energy. As an important primary fossil energy and industrial raw material， coal plays an extremely important role in the economic development of our country. With the increase of coal demand， it is very important for the healthy and stable development of economy to do well the exploration and exploitation of coal to ensure the supply of coal. The safety of underground mining is affected by many complicated factors， among which groundwater is one of the main factors. It is one of the important measures to eliminate underground water leakage， water permeability and other safety accidents in coal mine. By doing well the hydrogeological survey of coal mine， it can predict the distribution of underground geological condition and the situation of groundwater， so as to carry out the measures of waterproofing and drainage to ensure the safe mining of coal mine. Based on the analysis of the characteristics of coal mine hydrogeology survey， this paper analyzes and expounds the problems and countermeasures in the coal mine hydrogeology survey.

Keywords： underground coal mine； hydrogeological survey； problems； treatment measures

早期的煤礦井下开采中受制于开采技术、开采理论等的不足致使透水、渗漏等事故频发，严重危害着煤矿开采的安全性和开采的效率。经过长期的发展通过煤矿水文地质勘测工作来了解煤矿井下水文地质情况对于保障煤矿的安全开采有着极为重要的意义。

1 煤矿井下水文地质问题分析

煤矿井下水文地质勘探主要通过对煤矿矿产地区的水文地质情况进行实地勘测实现对于煤矿矿区水量以及水质进行了解、掌控用以保障煤矿矿井的安全开采。在煤矿井下水文地质勘测中的水文主要来自于以下两个方面：（1）地表水和断层水。煤矿矿井多处于地下，在其上方多会覆盖一层来自于雨水、河水等所形成的地表水。煤矿井下地质结构复杂常常会遭遇地质断层，断层的存在使得一些水分存储于断层中或是沿着断层的缝隙进行流动进而形成断层水，断层水的存在将会使得井下地下水的流向或是排泄方向发生一定的改变。如在煤矿井下开采的过程中遭遇断层水将会使得水分大量的涌入到矿井巷道中进而引发严重的安全事故。因此，煤矿井下水文地质勘测需要对井下断层水的分布进行详细的勘测避免透水事故的发展。在对煤矿井下断层水分布状况进行勘测时多采用打孔勘测的方式来进行测量。（2）地下水。地下水的主要来源是降雨，地下水在地下主要以上层滞水、潜水或是自流水的形式存在。地下水的存在会极大的危害煤矿井下开采的安全性，应当积极做好煤矿井下水文地质勘测工作，通过水文地质勘测对岩层的特点以及水分的分布进行充分的了解和掌控，从而指导煤矿井下开采工作，同时对井下开采中可能遭遇到的地下水的形式进行预测以便在煤矿井下开采过程中采取针对性的措施进行防水、排水工作，保障煤矿井下水开采的安全性。

2 煤矿井下水文地质勘测所存在的问题

煤矿井下水文地质勘测是一项长期而繁琐的工作，需要大量的数据与实验来不断完善煤矿井下水文地质勘探理论以便指导后续煤矿井下水文地质勘探工作，提高煤矿井下水文地质勘探的准确性与可靠性以便为煤矿井下开采提供有力而可靠的指导。现阶段我国煤矿井下水文地质勘探工作主要存在以下几方面的问题：（1）与国外发达国家相比煤矿井下水文地质勘探技术相对落后。煤矿井下水文地质勘探需要大量的实测数据来建立起完善的理论体系从而指导煤矿井下水文地质勘探工作。相对于国外我国煤矿井下水文地质勘探工作起步较晚且勘探技术较为落后，无法满足日益繁琐的勘探需求。（2）水资源不够丰富。煤矿井下水文地质勘探工作主要针对的是矿区地下水的分布情况进行勘探。但是在我国的大部分矿区尤其是北方的一些矿区大部分处于缺水状态，一些矿区还处于严重缺水的状态，致使煤矿井下水文地质勘探工作无法顺利开展。以北方某地的地质状况为例，其矿区井下中煤炭资源的含量最多能干达到90%及以上，而煤矿矿区井下地质中的含水量仅为30%左右，不利于煤矿井下水文地质勘探工作的开展。近些年来随着煤炭资源开采、生产规模的不断扩大以及配套产业的崛起，矿区水资源处于严重缺乏的状态制约了煤矿井下水文地质的勘探。（3）煤矿井下地质环境太过复杂。煤矿区域的井下水文地质条件复杂多变从而加大了煤矿井下水文地质勘探工作的难度。随着我国加大了对于矿产资源的开发力度致使煤矿井下水文地质状况也受到了极大的影响从而变得更加复杂多变，煤矿井下开采所受水患侵蚀的影响也越来越明显，上述问题的存在很大程度上影响了煤矿井下开采工作的顺利开展。比如说以华北某地的一次煤矿井下水文地质勘探中，发现煤矿井下约有近165亿吨的煤层都承压在水中且煤层底部岩受到水患侵蚀的情况极为严重，复杂的井下地质状况加大了煤矿井下水文地质勘探工作的难度，缺少煤矿井下水文地质勘探的有效指导将不利于煤矿井下开采工作的顺利开展。（4）缺乏对于煤矿井下水文地质勘探工作的重视。煤矿井下水文地质勘探工作是煤矿井安全开采的重要保障之一，在煤矿开采之前需要对矿区进行详细而严密的煤矿井下水文地质勘探工作，而这一过程中将会消耗掉大量的人力、物力。一些煤矿开采企业为了追求经济效益而未能对煤矿井下水文地质勘探工作引起足够的重视，私自删减煤矿井下水文地质勘探工作的工作内容致使煤矿井下水文地质勘探工作流于形式未能充分发挥煤矿井下水文地质勘探工作在井下开采的防、排水的预防和指导作用。此外，由于缺乏对于煤矿井下水文地质勘测重要性的认识致使一些煤矿在煤矿井下水文地质勘测工作的过程中仅仅只开展了最基础的煤矿井下水文地质勘测工作，致使无法对煤矿矿区井下水文地质情况进行充分的了解和掌控，从而导致煤矿井下开采过程中出现安全事故的风险大增，这一现象多发生在中小型煤矿开采中。

3 做好新型煤矿井下水文地质勘测技术在煤矿井下水文地质勘测工作中的应用

为提高煤矿井下水文地质勘测的效率和效果，应当积极做好各种新型煤矿井下水文地质勘测技术的发展和应用：（1）钻孔透视技术的应用。钻孔透视技术是无线电技术在煤矿井下水文地质勘测中的重要应用，其主要利用的是无线电波对于不同岩层的穿透性和反射性来对煤矿井下地层勘测，用以查找煤矿井下岩层中的溶洞以及含水层。无线电波在传播的过程中在不同的传输介质中将会产生不同的传递系数，而钻孔透视技术正是利用无线电波的这一传播特性，如煤矿井下的岩层中含有一定的积水，电波在通过积水层时将会产生极为明显的频率波动从而通过无线电波频率的波动来定位积水层。在应用钻孔透视技术时，通过在勘探岩层表面钻探两个钻孔，分别在两个钻孔中放置无线电发生设备和无线电接收设备，无线电接收设备接收无线电发射设备所发出的无线电信号并根据无线电信号频率、幅度的变化情况来对煤矿井下岩层进行定量研究，并依据测量结果来对煤矿井下岩层中是否已存在岩层溶洞、含水层或是地下水等进行判断和定位，从而为煤矿井下的开采提供有力的数据引导。（2）物探技术。物探技术应用的过程中煤矿井下水文地质勘测人员通过利用三维地震法和地磁法相结合来对煤矿井下岩层的分布进行充分的勘测，物探法的应用能够有效的降低煤矿井下水文地质勘测出现误差的几率，从而为煤矿井下水文地质勘测提供更加准确的勘测数据，提高煤矿井下水文地质勘测的效率和质量。（3）3S技术。3S技术指的是GPS/TS/GIS三种技术相融合所形成的技术。在煤矿井下水文地质勘测中3S技术能够借助于计算机强大的数据分析和建模能力对所收集到的煤矿井下的水文地质信息进行归纳、分析。3S技术在煤矿井下水文地质勘测中的应用较多也较为广泛，煤矿井下水文地质勘测工作人员能够对所收集到的煤矿井下水文地质数据进行筛选，在提高煤矿井下水文地质勘测效率的同时提升煤矿井下水文地质勘测的质量。（4）同位素技术。同位素技术在煤矿井下水文地质勘测中的应用较多，但是由于此技术耗时较长，因此在实际的煤矿井下水文地质勘测中应用受到一定的限制。

在煤矿井下水文地质勘测过程中应当积极做好煤矿井下水文地质勘测技术的合理应用。流量测井法主要是通过在钻孔时对横截面纵向水的流量进行测量以此来区分井下水文地质中的含水层与隔水层。此外，借助于流量测井法所测得的纵向流水的流量来迅速分析和定位煤矿井下中岩层位置等的各项参数。流量测井法在实际的应用中具有较好的稳定性和便利性因此在煤矿井下水文地质勘测中被大量的应用并取得了较为良好的测量效果。λ射线法主要被用于查找煤矿矿区的水源。在应用过程中由于不同的岩层在受到λ射线照射时会产生不同的反应，借助于λ射线法的这一特性，勘探人员可以更为精确的对煤矿井下地层中的地下水分布情况进行了解和掌控，从而找到更多的地下水源。此外，λ射线法操作简便、受地形因素影响较小，因此深受广大煤矿井下水文地质勘探人员内的喜爱而广为使用。

3 结束语

煤矿井下水文地质工作能够对煤礦矿区地下水文地质情况进行充分的勘测，从而为煤矿的开采提供详细而准确的引导。新时期应当积极做好煤矿井下水文地质勘探的技术研究投入，以新技术的应用来提高煤矿井下水文地质勘探的效率和质量，从而能够为煤矿的开采提供更为有利的指导和安全保障。

参考文献：

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