阜新矿业集团恒大煤业有限责任公司 辽宁省
摘要：煤矿水文地质勘探技术在煤矿生产中发挥着重要作用，水文地质勘探能够清晰展示含水层和隔水层的层落关系，从而为煤矿开采提供科学的工程数据。该文介绍了在煤矿水文地质勘探中所使用的群孔抽水技术,此项技术能够良好地适应地质条件复杂的矿区,并通过动态观测,了解到矿区地质水文情况,为煤矿开采工作提供参考。
关键词：煤矿水文；地质勘探；勘探技术
引言:由于深部开采煤矿,具有较为复杂的地质情况,而地下水会对煤矿安全稳定开采造成直接影响。群孔抽水技术能够准确判断煤矿的水文地质情况,因此,如何更好地利用这一技术,对煤矿地下水情况做出准确预测,成为业内人士共同探讨的关键问题之一。
1 煤矿水文地质勘探的意义
地质勘探是煤矿生产的关键环节，是整个工作顺利开展的保障，勘探工作重点包括资源勘探、地质水位勘探，在发现新型资源储备点的同时，报告相应的地质水位条件，为煤矿资源开采以及井下水治理提供重要依据。从工作目的上来看，水文地质勘探工作的目的有3点：（1）勘探工作为煤矿井下作业提供预判，通过对水文地质勘探可以确定地下水位状况，对存在的井下涌水隐患及时排除，避免出现严重的涌水事故；（2）勘探工作可以明确煤矿井下周围地质状况，并针对煤矿生产制定有效的防治措施，保障煤矿生产工作顺利进行；（3）煤矿水文地质勘探是设计排水设施的重要参考，将煤矿采掘中出现的积水及时排除，为生产提供安全的周围环境，提高给水排水设施的有效性。
2 煤矿水文地质勘探现状分析
2.1 勘探技术水平有限
当前我国煤矿水文地质勘探技术相对落后，勘探技术和煤矿生产已经出现了脱节现象，尤其是煤矿勘探工作由专门的勘探部门承担，勘探装备和勘探技术升级较为迟缓，无法满足矿井生产的需要。同时勘探工作属于技术性较强的工种，需要工作人员具备扎实的勘探、测绘、量测、煤层掘进及煤矿生产等专业化工作经验，而这方面人才断档也影响了勘探质量。水文地质勘探工作包含区域地质、矿井地质、区域水文状况、矿井水文等工作，勘探技术水平落后导致相关的勘探数据缺乏科学性和指导性。
2.2 新型勘探技术应用率较低
煤矿水文地质勘探环境较为复杂，随着煤矿开采量增大，煤层向地下的延展深度增大，矿井周围水文地质环境也更加复杂，这就需要不断完善勘探装备和技术，在复杂的环境中完成精确勘探。但是很多煤矿勘探工作并没有引入新型的测试技术，缺少水均衡试验和室内模拟试验，勘探工作没有模型化的勘探和评价方法，而新型的GIS和GPS远程勘探技术在煤矿中应用较少，勘探的数据也没有建立相应的数据管理系统，大量的水文地质信息没有展现其预测功能，从而影响了水文地质勘探质量。
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3 新型水文地质勘探技术应用
在煤矿层掘进过程中，要强化对水文地质的勘探，遵照“先探后掘、钻探为主”的勘测原则，及时跟进煤矿层的水文和地质测量，分析煤矿层中的含水区域，并判定其生产风险，保证煤矿生产的安全性，下面对4种新型的勘探技术应用进行分析。
3.1 钻孔透视技术应用
钻孔透视技术需要借助无线电技术，其工作原理是无线电波对于岩层结构有不同的透视和反射效果，可以对岩层中存在的溶洞或者含水层进行勘探，由于无线电波在不同介质中的传播系数不同，当遇到岩层中存在积水时，就可以显示电波频率的波动。钻孔透视技术需要在待勘探岩层上钻孔，并在两个钻孔内安装无线电发射和接收装置，当电磁波在介质中传播时，接收装置可以采集电磁波数据，并根据电磁波的频率和振幅进行定量分析，从而可以判定岩层中的溶洞和通道位置，分析出煤矿层的地质状况和水位状况，从而为煤矿安全生产提供参考。
3.2 电磁波瞬变技术应用
电磁波瞬变技术的工作原理是在地表布设线框，并向地表中输入阶跃电流，电流突然中断后会产生感应电场来维持通电状态下的磁场，这种感应磁场会伴随着时间而能量不断衰竭，通过观察感应磁场的能量变化就能够对整体的煤矿层结构有精确的了解。通常而言，煤矿层结构中的岩石湿度和电阻率有直接的关联，矿层的水量越高，其电阻率就会越小，因此根据此感应磁场能量变化曲线就可以直接判断岩层的富水性和岩层破碎程度，以此可以判断煤矿层的水文地质状况。在电阻率异常平面图上，可以发现高电阻率和低电阻率的异常区域，不同异常区域的分布范围和异常幅度不同，这就能够直接体现断层和断裂系的含水。
3.3 γ射線水探测技术应用
γ射线水探测技术的工作原理是对制定区域进行γ射线扫描，根据其扫描横向分布状况，可以判断含水岩层的位置以及含水量的大小，从而对基岩断裂层的技术性风险进行判断，实现水文地质勘探的目的。这种勘探技术根据断裂带的构造来测算含水量，是一种间接性的水勘探技术，在实际工作应用中，常用于表层土覆盖地段，射线频率和煤矿层深度有直接的关系，在水文地质探勘应用中重点考虑周围地质环境的影响，其测量的含水量结果可以作为参考依据，不能应用于严谨的理论计算中。γ射线探测技术在我国应用时间较长，作为一种辅助性的勘探技术具有良好的应用效果，多应用于破碎底层寻找和裂缝地层发育水的勘探，同时其测量设备简便，技术准确性受地形和地质条件影响较小。
3.4 流量测井技术应用
流量测井技术是通过不同深度界面上断面方面的流量不同，可以掌握不同深度水层的厚度、水位以及渗透性系数，从而对煤矿层的含水层和隔水层有精确的判断，从而确定勘探地区的水位地质状况。这种探勘技术是应用最广泛的技术手段之一，其测量数据获取较为方便简洁，有效节省了测量资源，并且测量结构能够精确反映煤矿层的水文动力特性，在前期找水和后期的水灾防控中有很好的应用效果。但是对于测量采集的模拟曲线，要综合考虑可能存在的影响因素，需要对测量数据进行参数矫正，因此其无法作为精确测量手段应用，不能获取测量精度较高的水位地质数据，也无法将数据输入到计算机中进行参数模拟。
4 结语
总之，在煤矿生产作业中，水位地质勘探工作至关重要，当前新型煤矿水文地质勘探设备和技术应用程度较低，从而影响了勘探效果，因此在实际的煤矿生产过程中，要遵守先探后掘的原则，采用钻孔透视技术来评估煤层状况，并辅以电磁波勘探技术、γ射线勘探技术、流量测井技术的测量数据来支撑勘探数据，提高水文地质勘探的科学性。
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论文作者:包世军
论文发表刊物:《防护工程》2017年第4期
论文发表时间:2017/7/6
标签：煤矿论文; 地质勘探论文; 水文论文; 技术论文; 地质论文; 岩层论文; 水文地质论文; 《防护工程》2017年第4期论文;