煤矿水文地质勘探现状及新的勘探技术分析

2021-11-24乔晓峰

商品与质量 2021年24期

乔晓峰

中煤昔阳能源有限责任公司白羊岭煤矿山西晋中 045300

煤炭资源对国家发展十分重要，煤炭生产也决定着工业生产的速度。煤主要用作燃料，应用广泛，以确保国民生活和生产[1]。然而煤炭生产是一项广泛和系统的工作，需要所有行为体之间的协调，特别是在先前的地质勘探方面。利用专家和先进的勘探技术进行地质勘探，可以帮助采矿专家熟悉周围环境，减少工作风险，并促进煤矿的有效开采。

1 煤矿水文地质勘探的重要性

随着我国经济的迅速发展，我国可用于确保国民经济正常发展的资源受到我国能源管理当局的高度重视，如煤炭和水资源。这些资源对国民经济的生产至关重要，必须严格控制、使用和合理利用。近年来，国内资源生产不足等严重问题将对我国重工业和轻工业的生产产生重大影响。20世纪初，中国制定了保护环境、节约资源的基本国策，对国家资源进行了探索和清查，制定了合理的开发计划。开采煤炭需要一些技术支持，必须在开采前进行水文勘探。水文勘探可以帮助工人掌握油田下的水资源，并对地下水的数量有一定的了解。根据水流情况，在挖掘前必须建立科学入口，以防止挖掘过程中地下水突然泛滥，摧毁工程设施，危害执行人员的生命和财产，并从根本上减少开采风险。

2 煤矿水文地质勘探现状

2.1 对煤矿水文地质勘探工作不够重视

开采煤炭有一定的风险为了减少发生安全事故的可能性，需要有专门技术人员在正式开采之前进行实地水文地质研究，并了解煤矿开采区的环境。这种联系需要人力、物力和财力资源。因此，许多煤炭企业往往忽视水文地质勘探，以降低成本和提高经济效益[2]。在水文地质勘探中，有些企业可能私下减少勘探内容，或采取在水文地质勘探中不重要的形式。此外，在勘探过程中，没有考虑到取样、试验和填充的标准化，这妨碍了确定分层孔的位置以及实际水文地质类型和分层孔的位置，从而产生了严重影响如果测量不准确，基础和挡土墙将受水文影响。此外，由于公司对煤矿水文勘探的重视不够，勘探只能根据最基本的资料、对煤矿水文状况进行了解和风险预测。

2.2 水文地质勘探存在断层

与其他先进国家相比，中国煤矿水文地质调查起步较快，技术应用总体水平较低。随着工业的迅速发展，对资源，特别是煤炭的消费不断增加，促进了煤矿工业的迅速发展。水文地质勘探是煤矿工业发展的一个非常重要的组成部分。因此，对这一领域专家的需求日益增加，加上经常性的供应短缺，进一步增加了水文地质勘探的费用。为了降低成本，一些煤炭企业在没有进行水文勘探的情况下开始生产煤炭，这使它们容易受到缺陷的影响，不仅会影响技术应用的效率，而且会增加煤炭生产的安全风险。

2.3 水文地质勘探技术应用水平整体较低

目前，煤炭工业与水文地质勘探技术之间的关系并不十分密切，主要原因是技术应用时间较短，勘探活动容易出现漏洞[3]。与此同时，勘探设备和技术没有及时更新，勘探效率低下。为了取得准确的科学成果，水文地质勘探需要合格和有经验的工作人员，但大多数公司没有这种工作人员充分利用各种勘探技术，导致勘探技术应用水平低，结果不准确，无法改进价值数据。

3 新型煤矿水文地质勘探技术分析

3.1 瞬变电磁法

过渡电磁法目前正被广泛用于煤矿水文地质勘探。作为水文勘探的一部分，煤矿探矿者首先在地面铺设铁丝网，然后在网上输入一定的上升电流强度。在此过程中，如果切断电流，则会在框架底部建立感应区，并逐渐向下传播，感应区能量逐渐减少。同时，感应场在不同的岩层和水层面前产生一定的能量变化。因此，探矿者只需记录探测场的能量变化，就可以获得有关煤炭地区地下水文地质条件的信息。应当指出，煤矿地层结构强度主要受地层湿度的影响，地层湿度越高，地层强度越低。但是，煤矿区对断层结构的复原力主要取决于断层结构的分散程度和断层的严重程度。含水量越高，对煤矿断层的抗御能力就越高。因此，煤矿地质学家在使用瞬变电磁法勘探煤矿时，可以利用这些特征有效和准确地确定煤矿区的水文地质特征[4]。过渡电磁在实践中具有以下优点：过渡电磁产生的感应范围极广，不受地形影响；通过深入的数据分析提高煤矿水文勘探的准确性；在应用中没有单一的领域，因此措施更加现实和准确。

3.2 流量测井法

流速测量方法是通过测量各种测深剖面的横向流动，得出煤矿区内每个深岩层的厚度、渗透性和水位等参数。根据这些基本参数，探矿者可以确定煤矿区的含水层和含水层。移动成象方法可在一次勘探中获得大量数据，从而提高了煤矿水文勘探的效率。与此同时，移动成像方法在测量煤矿含水层动态特征方面比较全面，可以为以后的煤矿探矿作业提供必要的支持。

3.3 γ射线找水法

伽马射线法是通过测量煤矿区伽马射线水平和垂直分布不均的情况来确定含水层的深度和位置。伽马射线水搜索法主要是确定煤矿井下断裂带的位置和结构，因此也称为间接水样搜索法。由于其在设备和操作方面的明显优势，伽马射线水探测法已广泛用于我国煤矿的水文地质勘探。伽马射线水样法计算出的煤矿断裂带含水量只能作为参考，其他方法必须结合使用，才能得到一定的数值。