摘要:我国地大物博,矿产资源相当得丰富,随着我国经济的不断地发展,采矿企业的发展也越来越迅速。本文对煤田水文地质问题和最新的煤田水文地质勘探技术进行探讨,重点研究了煤田的水来源和水文地质问题的危害,并对煤田水文地质勘探的新技术及应用进行了分析,为中国煤田水文地质勘探技术的应用和发展提供资料参考。
关键词:水文地质问题;勘探技术方法;分析
引言
从我国的煤炭资源与区域经济发展水平的分布与水资源的分布对比来看,呈现出一种逆向分布的情况。我国有超过90%的煤炭资源都在水资源严重缺乏的北方地区,特别是在晋陕蒙宁地区的煤炭资源相当集中,而且水资源缺乏。煤炭是一种十分重要的基础能源,对我国的经济发展有着十分重要的作用,因此必须要重视煤田的水文地质情况,以此来保证煤田能够为我国的经济做出更多的贡献。
1水文来源类型
水文来源类型主要有三种:地表水、断层水、地下水。其中地表水主要来源于因天气因素所产生的水量,例如:雨水、江河湖海等流动性水源、植被根茎处贮存的一些水量等。但从地理结构上来看,煤矿所处位置位于地表深处,所需补给水源量较大,单靠地表水是满足不了煤矿生产需水量的要求的。而断层水主要位于煤矿区域断层位置,断层水会对地下水造成干扰,影响排泄与流向,这就需要煤矿勘探人员对水文地质勘测做得详细,对地表水水量及断层水分布进行勘测,掌握真实准确的水源信息。还有一种水源则是地下水,结合岩性组合与特点及水力性质等因素进行分析研究,煤矿工作人员能将矿区里所涵盖的水层大概分解为含水层和含水带两种类型。其中,散层空隙中含水层构成部分是碎石土与砂粘土等,由于它们贮水能力较弱,含水层厚度也较小,因此被称为弱含水层。岩溶裂缝中含水带组成部分偏向于燧石灰岩与硅质层等,厚度均在33m左右,且裂缝形状展现的几乎是蜂窝状,所以水蚀情况较为严重,水量会出现大量的渗漏而引起水分过多减少。综上所述,岩溶裂缝含水带中会出现水位波动较大现象。
2水文地质问题
2.1矿井地质受水害影响
我国煤矿区域中的矿井条件呈现出来的状况各有不同,其中约有三分之一的重点煤矿区域矿井存在的水文地质条件较为复杂,并且受到水害因素影响的煤矿区域不在少数。随着煤矿开采工作继续深入落实,致使煤矿生产区域受到水害影响更加剧烈,对矿区生产工作造成了很大的阻碍。例如,在华北地区,底板承压水地质环境勘察和测绘过程中,大概有160亿吨的煤炭资源都分布在其中,然而底部岩溶水情况较为复杂,致使矿区生产工作开展有了较大的难度。
2.2煤炭水文地质勘探与时代发展存在不一致
我国的水文地质勘探情况相比较国外的发达国家来说还有一定的差距,整体的发展还比较落后。加上煤炭企业发展也逐渐出现不协调的情况,对于煤炭水文地质勘探来说则出现了与时代发展不一致的情况。在计划经济时代,其主要是依靠国家专家来进行,其勘探的水平相对较高。而近现代之后,勘探工作需要的人员比较复杂,一些矿井为了节省开支甚至取消了勘探工作,让勘探工作的发展出现了与时代不相符之处。
2.3矿区环境污染
矿区环境污染问题不容忽视,该问题的产生不仅对周边环境产生极为严重的影响,同时气候、水质及林业资源方面,也产生较为严重的深远影响。在中国主要的煤矿开采区域,华北与东北地区,林业资源的迅速减少与空气质量的下降,将矿区污染问题极为明显地呈现在人类面前。就社会资源层面而言,全球气候变暖与雾霾的产生均与矿区环境污染过度有着难以分割的必然联系。就相对小众化的周边环境而言,对周边城市与公众的生命财产安全带来严重威胁,地层塌陷与地下水污染问题尤为严重,一方面提升了煤矿勘探与开采的基本成本,另一方面也对环境保护工作的进行形成严重阻碍。
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3水文地质勘探技术方法
3.1不同的煤矿勘探方法
在众多的勘探方法之中,瞬变电磁法成为了我的选择,使用瞬变电磁法的中心回线的装置,即一次场背的没有产生的转况下,对二次场的时间域的电磁感应现象进行研究的方法。因为装置的便于携带,并且旁测的影响对其十分有限,工作效率高且成本较低,包括了地下水和地热、工程、油气、煤田地质的勘探、地质调查、地质构造、地质调查等等的诸多领域已经有了此装置的加入。
3.2岩溶充水矿床
根据分布的位置和地层构造存在差异又可以细分为以下几种:暗河管道充水矿床、溶隙充水矿床、溶洞充水矿床。溶隙充水矿床,在大型的岩溶水系统中分布较多,重点就必须弄清楚岩溶的位置以及生成特点,岩溶水和区域岩溶水之间的联系也要弄清楚,还需勘探矿区的补排水与需要之间的关系,保证大量涌水时补给足够及时。溶隙充水矿床与溶洞充水矿床不同,较小的的溶水系统中能更多的见到它,由于规模巨大的填充物存在于其中,对于此种地质的勘察,岩溶地面塌陷和涌水现象是要优先解决的问题。而存在于暗河管道内,掌控好地层和裂隙生成方向,钻孔一般难以控制管道的轨迹。勘探这种矿床,需要摸清暗河的位置,想办法使给水和排水相互结合。普通的勘探方法在此处捉襟见肘,必须查明地表以及地下水文地质、暗河的数量状况。
3.3γ射线方法
因为不同的岩石与地质构造在遇到γ射线时,产生的反应有着显著不同,勘探人员可充分利用这点不同对地下水分布状况进行分析与判断,从而掌握地层地下结构构造,准确地找到水源。利用γ射线方法受地形因素的影响较小,且具有花费的成本资金不高、操作简单等优点,很受勘探工作人员青睐,所以这种方法普遍应用在对裂隙带、断层破碎带等地进行寻找地下水源的工作中。
3.4采用物探技术勘探手段
此方法的应用主要是采取分辨率较高的三维地震法和电磁法配合应用的综合技术,其能够结合当前更加现代化的手段和方式,对煤矿水文地质进行勘探,并能够对各种技术进行充分的利用,一方面让煤矿地质勘探更加精准,另一方面也能够让各种高新技术得到充分的应用。三维地震法是以野外踏勘的原有钻孔资料为基础,借助自身的数字记录功能,对震动状况下的矿区发出的地质信号进行记录,从而对煤矿的地质情况进行勘探,其主要以三维立体图的方式来进行展现,可以让勘探人员更加清楚明白地看到地质的情况,从而做出更加直观、高效的、精准的判断。电磁法主要包括可控源音频的大地电磁法,它借助于电磁反应,对矿区地质岩溶裂缝隙程度进行考察,以及砂岩水的分布状况等进行勘探,对断层等地质构造的导水性能、压盖隔水层的厚度等进行解释。
3.5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。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。
结语
煤矿勘探工作对于煤矿生产工作的开展有着重要影响。煤矿勘探工作中对水文地质进行勘测时,可以根据实际情况使用钻探技术、物探技术、3S技术、流量测井法、γ射线方法等技术方法,提高工作效率以及勘测准确性,保证煤矿生产的各个环节都能够顺利实施。煤炭生产工作对于我国的经济发展的影响是巨大的,各个部门应该及时收集有关水文地质情况方面的影响因素与解决措施方法,避免在实际工作中因水文地质状况而影响到煤矿生产。
参考文献:
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[3]羊文.浅谈矿山环境水文地质问题[J].山西科技,2015(4):7-9.
论文作者:何磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/4
标签:水文地质论文; 煤矿论文; 岩溶论文; 煤田论文; 矿区论文; 地质论文; 地质勘探论文; 《基层建设》2018年第9期论文;