煤矿水文地质勘探现状及新的勘探技术分析论文_刘成涛

煤矿水文地质勘探现状及新的勘探技术分析论文_刘成涛

湖北省咸宁市咸安区温泉湖北省第四地质大队

摘要:煤矿水文地质勘探工作作为煤矿防治水工作的前提及依据,对于保障煤矿的安全生产具有十分重要的意义。但是当前由于受到煤矿开发人员重视性程度及煤矿水文地质勘探工作的发展程度有限性的影响,使得其在实际的实施过程中仍然存在着一定的问题,对煤矿的安全生产造成了一定的影响。因此,本文从促进煤炭水文地质勘探工作发展的目的出发,对我国煤矿水文地质勘探工作的现状进行了分析,并以此为基础提出了相应的解决建议及新的勘探技术,以期对我国的煤炭水文地质勘探工作的发展起到推动作用。

关键词:煤矿水文地质勘探;主要目的;现状及问题;技术分析

一、概述

(一)煤矿水文地质勘探的概念

煤矿建设过程中所进行的煤矿水文地质勘探工作指的是对煤矿建设附近的水文及地质情况所进行的勘探工作,其主要目的是为煤矿布局、建设及安全生产过程提供可靠的水文地质数据,以减少煤矿建设过程中存在的风险。除此之外,水文地质勘探工作还能够为水文地质研究的相关部门提供相应的数据及资料。煤矿水文地质勘探工作是煤矿建设过程中防治地下水工作的前提,其实施结果的好坏对于防治水工作的质量存在决定性的影响。这是由于只有准确掌握煤矿建设地水文地质环境的具体情况才能够采取相应的防治水措施,避免施工的盲目性。因此,要想保障煤矿建设工作的顺利实施,煤矿水文地质勘探工作的作用是不可忽视的。

(二)煤矿水文地质勘探的主要目的

前文提到,煤炭水文地质勘探的主要目的是为煤矿的布局及建设提供数据依据,以保障煤矿生产工作的安全顺利开展。以下即是对其主要目的所进行的进一步分析:

(1)预测矿坑涌水量。矿坑涌水量的大小对于煤矿的安全性程度具有十分关键的影响作用,而实施煤矿水文地质勘探能够对煤矿建设区域的水文情况进行详细了解,以实现对矿坑涌水量的预测,减少意外事故的发生。

(2)预测煤矿生产工作中有可能出现的由水文及地质环境影响的问题,并提前做好预防措施。

(3)为煤矿的给水、排水方案的制定提供相应的依据。通过对煤矿实施水文地质勘探能够实现对煤矿建设周围的地势情况及水文情况的了解,从而能够以此为基础设计出更加节省成本且效率更高的给水排水方案。

二、煤矿水文地质勘探现状

(一)勘探技术发展情况与煤炭事业相比显著落后

在市场经济实施之前,我国的煤矿地质勘探工作一直是由国家统一管理的相关勘探单位进行勘探。而在市场经济实施之后,市场上逐渐建立了其他的勘探单位,但是由于需要大量的资金及先进的技术的支持,因此建立过程十分缓慢,这也就导致勘探单位的建立难以与高速发展的煤炭事业相适应,而相应的勘探技术也就难以满足煤炭事业的要求。

(二)商业性煤矿建设方对勘探工作的重视程度不足

对于商业性的煤矿建设及煤炭开采方来说,实现利益最大化是其关注的最重要目标。而煤矿水文地质勘探工作需要投入大量的时间、技术及设备,这对于煤矿建设方来说是一笔较大的成本,因此很多煤矿建设方都会选择尽可能地缩减勘探的工作严谨度。甚至有些在平坦地区建设的煤矿,建设者甚至认为不需要进行水文地质勘探。这种煤矿建设方重视程度的不足也是导致其安全事故频发、发展受到阻碍的重要原因。

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(三)勘探技术难以满足日趋复杂的开采工作的需要

随着煤炭事业的不断发展及进步,煤炭开采工作所深入到的区域地质及水文情况也呈现出日趋复杂的趋势,煤矿给水及排水方案的作出也就需要更加复杂的数据及资料进行支撑。这也就导致发展速度十分有限的煤矿水文地质勘探技术难以满足煤炭开采工作的需要,实用性受到了巨大的挑战。

三、新的煤矿水文地质勘探技术分析

结合上文提到的我国煤矿水文地质勘探技术的落后性可知,要实现我国煤矿生产工作的进一步安全化及高效化,就应当对其勘探技术进行改进与更新。由此也就产生了以下新的勘探技术。

(一)在岩溶充水矿床中所应用的技术

岩溶充水矿床作为一种较为特殊的充水矿床,在不同的地区均有分布,因此其按照地理位置及地层结构的差异可以分为溶隙充水矿床、溶洞充水矿床及暗河管道充水矿床三种类型。

(1)溶隙充水矿床。这类充水矿床一般分布在较大型的岩溶水系统中,因此在进行水文地质勘探工作的开展时,应当将岩溶的分布规律等作为勘探重心,以此来对岩溶水及岩溶水系统之间的关系作出了解,并对其补水排水情况进行预测。

(2)溶洞充水矿床。该种矿床与溶隙充水矿床恰好相反,其主要分布在较小型的岩溶水系统中。这种系统内部一般具有十分多的填充物,并且溶蚀性极强。因此在对这种矿床作出水文地质勘探行为时,应当首先对其地面是否塌陷及矿内是否会涌水等问题进行解决。

(3)暗河管道充水矿床。这种充水矿床的暗河管道与底层方向及裂隙发育方向有着密不可分的关系,且难以用钻孔的方式进行改变。因此,在对这种充水矿床进行水文地质勘探的过程中,应当将勘探重点放在研究暗河管道的分布情况上,需要结合地表及地下暗河的情况进行分析。

(二)在裂隙充水矿床中所应用的技术

裂隙充水矿床根据含水层状态的差别可以分为层状裂隙充水矿床与脉状裂隙充水矿床两种。对于该种矿床,如果能够初步判断水文情况简单,一般只需要对地形因素进行简单地勘探,而如果较为复杂,则需要通过抽水试验进行水文地质情况的勘探。

(三)在空隙充水矿床中所应用的技术

空隙充水矿床指的主要是指第三系的半胶结岩层矿床及第四系的未胶结岩层矿床。这种矿床主要需要采用物探法进行水文地质勘探,对地面电法及水文测井法进行综合利用。而对于涌水量较大的矿床,还需要结合上文提到的抽水试验法,且在抽水时应当注重选取流量及降深足够大的区域,以达到抽水试验的最佳效果。

(四)对流量测井技术的应用

在新的煤矿水文地质探测技术中,有一种技术称为流量测井技术。这种技术在煤矿水文地质勘探工作中一般用于检测井孔内部各深度的纵向流量情况,以此对含水层与隔水层进行划分,并且通过这一方法还能够获知不同水层的厚度及层位等数据。在流量测井技术中,MDS-78I 这一流量测井仪器被予以广泛利用,主要原因就是其能够对井内流量进行准确检测,不仅可以满足探测过程中连续测及点测等探测方式的需求,还具有性能的稳定性及操作的简单性特征。但值得注意的是,即使采用同一方法同一设备进行探测,对于不同的试验井也应当以不同的标准进行评判。

(五)对γ 射线找水法的应用

γ 射线找水法是煤矿水文地质勘探工作中用来寻找水源区域的重要方法。这一方式是基于原子能实验而产生的,并具有较长的试用及改进期。到目前为止,这种技术已经更新改进到能对地下岩石层的破碎及缝隙情况进行快速准确地测验,并能够由此对地下水源的分布状况进行判别。再加之其仪器较为精简,无论是携带还是使用都具有极强的便利性,这一方法在我国的煤矿水文地质勘探工作中的找水环节得到了极其普遍的应用。

总结:

总的来说,随着各水文地质勘探单位的逐步兴起及市场经济的飞速发展,我国的水文地质勘探技术取得了较为明显的跃进,勘探结果也较之前更为准确有力。但是与煤炭事业本身的发展速度相比,水文地质勘探工作的发展速度仍然存在差别,在技术方面仍然存在一定的落后性。因此,在往后的发展过程中,需要继续加大对水文地质勘探技术的研究力度,以使其在保障矿区安全这一方面发挥更大的作用。

参考文献:

[1]黄春辉,任家民. 浅析煤矿水文地质勘探现状及新的勘探技术[J]. 民营科技,2016,(03):45.

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[3]郭涛,王泉源,徐世光. 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,(09):42+47.

[4]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,2012,(12):20+22.

论文作者:刘成涛

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期

论文发表时间:2018/3/1

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