煤田水文地质问题和勘探技术方法

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0引言

中国作为煤炭资源消耗大国，一直没有中断过对煤田勘探技术方法的研究。煤田水文地质问题作为影响煤田勘探的重要因素，对煤田勘探和开采都有巨大影响。近年来，中国煤炭行业的发展，使煤田水文地质勘探技术得到了较快发展，煤田水文地质勘探技术的发展又极大促进了中国煤田勘探技术和开采技术的进步。因此，对煤田水文地质问题和勘探技术方法的探索和分析对促进中国煤矿勘探和开采技术的发展具有重要意义。

1煤田水文地质问题探索分析

1.1煤田水来源类型分析

1.1.1地表水与断层水

煤田的地表水主要是指天气降水、河流及植物根茎所蓄积的水，地表水对煤炭资源的勘探和开发虽有一定影响，但由于煤矿大多深藏与地表深处，因此地表水对煤矿勘探和开发的影响并不大。断层水是指位于由于地质构造运动被隔在深层地下的水，这些水对煤矿资源的勘探和开发有着巨大影响，因此在进行煤矿资源勘探时往往都会采用钻孔勘探的方式，探明断层水的储量和位置。

1.1.2地下水

地下水是指埋藏在地表以下以各种形式存在的重力水。在煤田勘探和开采中，一般会将地下水层分为含水层和含水带两种类型。含水层是指散层空隙中的碎石土与砂粘土等，散层空隙中的碎石土和砂粘土储水能力较弱，含水厚度也较小，因而被称为弱含水层。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。

1.2煤田水文地质问题

1.2.1矿区水源欠缺

水作为人们生产和生活的关键资源，对煤田开采活动的正常开展十分重要，大多数煤矿开采的供水都是利用煤田周围的地表水和地下水，但由于中国水资源分配不均，有很多煤田地下水和地表水的水资源十分匮乏。由此导致很多煤田生产中严重缺水，根本达不到煤田生产所需用水量的最低标准。如果矿区水资源保有量难以达到煤矿生产所需水量，那么煤矿生产就会受到一定的影响。

1.2.2矿井地质受水害影响

地下水储存形式复杂，水的运动也难以准确判断。中国煤田在生产中，很多矿井由于受水害影响严重，只能废弃。水害不仅会影响煤炭开采工作开展，还会使煤矿顶板稳定性下降，给煤矿安全生产带来严重威胁。如果不能有效解决煤田溶水问题，要实现对煤矿资源的顺利开采十分困难。

1.2.3矿区环境污染

矿区生产需排放大量生产污水，这些污水成分极其复杂，如果将这些污水肆意排放到自然环境中，不仅会造成环境破坏，还会给矿区人民的生产和生活带来极大不便。这些废水中一些含有有害化学成分的污水，还会给动植物带来致命威胁，不仅影响动植物生长发育，还会威胁人的健康。污水的大量排布，还会影响地下水水位，一旦煤矿顶板地下水含水量发生变化，极容易导致煤矿出现塌陷等事故，如果地下水位下降过多，还会导致矿区干旱，影响矿区人们生活和矿区生态平衡。

1.3煤田水文地质研究的主要内容

1.3.1合理开发和利用煤矿区供水水源

中国很多煤矿产区都存在供水不足现象，这种现象严重影响了煤田开发和开采。中国西部地区蕴藏着丰富的煤炭资源，但由于西部常年缺水，给煤矿资源的开发和利用带来了很大困难。现如今，煤矿资源供水不足已成为制约中国煤田开发的重要因素。因此在进行煤矿资源的开发时，一定要做好对矿井水资源的合理利用，注意排供结合，将矿井内无用的水转变为生产资料，提升矿区水资源利用效率。

1.3.2矿井防水治水措施研究

矿井水害对煤矿资源开采有重要影响，一旦矿井突发水害，不仅会影响煤矿开采工作的开展，还会给工作人员带来生命威胁。近年来，中国煤矿由于突水造成的事故常有发生，一旦煤矿突水事件发生，如何对矿井进行防水和治水，已成为中国煤炭开采领域亟需解决的问题。矿井突水原因复杂，不仅有底板突水，还有顶板突水，有的煤矿突水是由于断层突水，还有的是采空区塌陷突水等。做好煤矿防水治水措施，要从预防矿井突水开始，为了对矿井突水进行有效预防和治理，可在地质勘探的基础上，通过预测突水量和突水通道，提前对可能出现突水的位置进行预防和处理，避免突水给煤矿带来经济损失和人员伤亡。

2煤田水文地质勘探技术

2.1煤田水文地质勘探的目的

煤田水文地质勘探是对煤田水文地质条件进行检测的主要手段，通过煤田水文地质勘探，能较为准确地掌握煤田水文地质情况，并根据煤田水文地质情况对煤矿中可能出现矿井水害进行预防。在实际的煤田水文地质勘探中，应结合煤田的地形和自然环境等因素，对煤田水文地质情况进行综合性评估，并给出评估报告，为煤矿资源开发提供资料参考。一般来说浅层煤田水文地质勘探开展比较容易，勘探要求也并不十分严格。但是，深层煤矿的煤田水文地质勘探则是煤矿勘探工作中的重点，只有做好煤田水文地质的勘探，才能保证深层煤田开采效率和煤矿安全生产。

2.2煤田水文地质勘探新技术

2.2.1钻孔透视仪测量岩溶

钻孔透视仪测量岩溶是利用无线电波在岩石中受介质影响传播距离不同的特点来实现找水的。在应用钻孔透视仪法测量岩溶时，首先将无线电的发射机和接收机放在事先做好的钻孔中，其中一个钻孔的发射机发射无线电波，另一个钻孔的接收机接受电波，通过对接受到信号与原信号的分析，能实现对不同深度煤田溶洞和岩溶通道的测量。利用钻孔透视仪，能较好地测量出煤田中充水洞穴和破碎带的位置，并实现对500m以上岩溶形态的测量，以方便在煤矿开采中预防矿井水害。由于钻孔透视仪测量操作简单，因此其对突水矿井水害治理中也有所应用，利用这种技术工作人员能准确找到矿井的突水点和堵水位置。

2.2.2流量测井法

流量测井法是自电磁流量测井仪2008年问世以来才出现的新方法，这种方法是基于电磁流量会受移动的水流影响发生变化实现对井下水文地质条件的测量。通过电磁流量测井仪，能有效区分煤田中的隔水层和含水层。

2.2.3γ射线找水法

γ射线找水法也是应用于煤田水文地质勘探中的重要方法，实际应用证明，用γ射线找水法寻找基岩断层和裂隙地带的地下水具有较高效率，应用γ射线找水原理设计的γ射线找水仪不仅具有制作成本低、仪器轻便、操作方法简单等优点，且还具有极高的找水效率。γ射线找水仪受地形等因素影响小，实用效果非常好，很受欢迎。因此，很多单位都引进了该技术，并继续对该技术做进一步的研究与探讨，同时也取得了非常不错的成绩。

3结语

煤田水文地质问题一直是影响煤田安全生产的重要因素，随着中国浅层煤炭资源开采接近尾声，为做好深层煤炭资源的开发和利用，人们逐渐加大了对煤田水文地质勘探技术的研究和探索力度。水文地质勘探新方法在煤田水文地质勘探中的应用，极大提升了中国的煤炭开采技术，为中国深层煤矿的勘探和开发打下了基础。

作者：李丽娟 单位：山西省煤炭工业厅煤炭资源地质局