煤礦水文地質勘探現狀及勘探技術探討范文

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摘要：分析了煤礦水文地質勘探的現狀，探討了瞬變電磁法、流量測井法等新型煤礦水文地質勘探技術，并指出了煤礦水文地質勘探的意義。

關鍵詞：煤礦；水文地質；勘探技術

0引言

做好煤礦水文地質勘探工作能有效減少煤礦事故的發生，確保采煤工作的安全進展。在信息時代，傳統勘探技術已無法滿足煤礦水文地質勘探工作的發展要求，因此，需引入多種先進技術，如鉆孔透視儀、瞬變電磁法、流量測井法和微動測深勘查技術等。本文先簡單介紹煤礦水文地質勘探現狀，分析新型煤礦水文地質勘探技術，并淺談煤礦水文地質勘探的意義。

1煤礦水文地質勘探現狀分析

同先進國家對比，中國目前煤礦水文地質勘探技術相對比較滯后，這與煤炭業的發展趨勢相背離，無法滿足發展需求。煤礦企業在改革開放逐步深入的過程中得到穩定發展，從而勘探工作量也逐步提升。但基于目前狀態，部分勘探機構無法滿足市場需求，對水文地質勘探工作不能做到準確落實，造成事故頻發，嚴重制約了勘探技術的發展；中國煤炭的水文地質環境也有著多元化發展的趨勢，但因為受各種因素限制，導致煤炭水文地質勘探工作比較落后；煤礦水文地質勘工作沒有引起足夠的重視，此項工作的開展需消耗大量人力物力及消耗財力物力資源，導致部分勘探企業為了單純確保經濟效益，未能重點落實勘探內容，造成了煤礦開采中的風險發生。水文地質勘探質量對煤礦開采的影響至關重要，要滿足煤炭資源的安全開采要求，就必須著重提高水文地質勘探技術，改善開采環境。在早期，中國煤礦地質勘探工作主要由國家相關部門完成，改革開放以后煤礦產業快速發展，傳統勘探技術效率偏低，進而導致煤礦開發缺乏水文地質勘探支持，嚴重影響煤礦開采技術利用。此外，部分煤礦企業不是特別重視煤礦水文地質勘探工作，認為在煤礦開采前期進行非常詳細的勘探就要耗費大量的人力、物力和財力，為了降低成本，企業會盲目削減勘探中的工作量，這必然會導致勘探結果缺乏精確性，進而影響煤礦資源的安全開采[1-2]。

2新型煤礦水文地質勘探技術分析

a)空隙充水礦床是處于第三系或中生代半膠結巖層的礦床類型，通常情況下采用物探技術，對于水量較為充足的充水礦床，勘探評價指標采用抽水試驗法，且抽水時一定要注意選取大降深及流量大的區域。通過結合水文測井法及地面電法落實空隙充水礦床勘探技術的實施，該項工藝需耗費的時間比較長。裂隙充水礦床通常情況下分為層狀裂隙充水和脈狀裂隙充水兩種，對于該種類型的礦床在水文條件比較簡單時，應根據礦區形成的相關資料進行簡單水文地質勘測，如果出現條件較為復雜的情況時則通過簡易抽水進行試驗后再利用實驗方法進行水文地質的勘測；

b)在應用流量測井技術時要根據煤層深度分析斷面，全面掌握煤層的深度、水位和滲透性，精確判斷煤礦層與隔水層的特殊性質，確定勘探地區的水文地質狀況，充分利用高科技手段，提高測量數據的有效性，精確測定煤礦結構和相關水文動力特性，綜合考慮煤礦地質水文特點，確保數據參數的精確度，并充分保障測量手段應用的高效性[3]；

c)科技發展帶動了現代煤礦水文地質勘探技術與煤礦開采技術的提高，因此，在煤礦水文地質勘探工作中，要不斷應用先進技術手段，比如對于鉆孔透視儀的使用。鉆孔透視儀的主要工作原理主要基于對電磁波傳播特性的運用，因為在不同性質巖層中電磁波的傳播速度不同。這就需要在勘探工作中通過分層方法處理無線發射機與接收機中的電磁波，并利用鉆孔透視儀探測碳酸鹽層地區的深層溶洞和巖溶通道，根據數據分析提高對巖溶發育規律的認識水平，在做好巖溶形態探測的同時通過清晰標注注漿效果確定位突水與堵水注漿的位置；

d)瞬變電磁法通過地表鋪設線框對水文地質進行勘探，所形成的方形電流可間歇性向目標發送電磁波，從而形成二次渦旋電磁場。此法所觀測的地質為地下良導地質，可對煤礦區的水文地質進行勘探，并測定地下礦藏和地質構成，該原理可通過“煙圈效應”加以解釋，此時電磁場的傳播介質為相較于其他導電介質傳輸速率較高的空氣。電流的斷開可導致磁場的劇烈變化，在線框周圍的地表各點首先感應到，地表的感應電流也會隨著時間的推移向其四周擴散，分布逐漸達到均勻但強度逐漸減弱。相關研究表明，地下渦旋電流會產生地表水平環狀磁場，逐漸向周圍擴散并最終形成圓電流環。瞬變電磁法應用于工程實踐，以被檢測區域的物性差異為基礎，首先應查閱相關資料進行定性，進而進行定量分析，收集煤礦區的水文地質資料以確定各地層的地球物理特性，在已知當地衰減響應曲線的情況下，繪制出視電阻率曲線并展開分析。將視電阻率標注于平面圖的確切位置，這是常見的反應電性特征變化的方式。由于所測煤礦區并非位于同一水平面，因此還應標注出煤層深度，其綜合性可將該區域的構造異常和水平高度等參數有一個較好的反應，該種方式的精準性也表明了其良好的水文地質勘探效果[4]；

e)流量測井法是目前煤礦水文地質勘探中較為常見的一種方式，需測量出不同水平截面的斷面流量、含水層厚度和滲透性等多種數據，進而將其劃分為含水層和隔水層，來明確該區域的水文地質分布。和以往的分層抽水法相比較，該方式測量次數較少而測得的數據較多，省時省力節約能耗，便捷高效，可全面測定出含水層的動力特性值，并將數據結果用模擬曲線來表示，有力解決了煤礦區的給水問題，如若發生火災也可及時進行救治。該法雖應用普遍、優勢眾多，但會受到多種因素的影響，例如井徑的變化會導致其他多個數據發生較大波動，導致該法的準確性不佳。在普遍使用計算機進行數據分析的當今，該技術因較難進行結果處理，致使其發展具有一定的局限性；

f)微動測探勘查。微動是一種在一維時間域和三維空間域中極不規則的振動現象。波動理論中將微動分為體波和面波兩類，在微動波中面波的占據比例要遠大于體波。微動測探勘查法即是將面波作用于測區反演出煤礦區的水文地質構造，震源可能來自于地表或海底。該法有單點勘察、測線勘察和平面勘察三種觀測形式。當煤礦區域較大時可采用測線觀測系統，該法又稱為剖面勘察法，繪制剖面圖時需將S波速度標示出。在布置測線時需等距離安排，將所測數據和查閱的資料進行綜合分析，可對速度異常區的地質結構做出合理解釋。平面勘察則需多臺儀器協調測量，可測得精準數據。

3煤礦水文地質勘探的意義

a)地質勘探是煤礦生產中的關鍵環節，其內容主要包括資源勘探、地質水文勘探等，還需不斷提高水文地質勘探技術水平，并以此為基礎進行井下治理，進而將煤礦開采工作落到實處。明確煤礦區水文地質狀況，防止出現嚴重的涌水事故，逐漸提高煤礦井下地質勘探效率，針對煤礦生產制定有效的地下水隱患防治措施，保障煤礦生產工作順利進行；b)煤礦水文地質勘探設計要提高礦區排水能力，做好給水和排水工作，通過改善煤礦排水設施，促進煤礦開采的順利進行。煤礦水文地質勘探技術在煤礦生產中占據非常重要地位，水文地質勘探結果可呈現出含水層和隔水層的分布情況，為煤礦開采提供科學工程數據。在地質勘探中，要切實提高煤礦抽水技術的應用，促使煤礦開采在地質條件復雜時仍能繼續開展，提高煤礦開采的效率；c)深部煤礦開采中會出現比較復雜的地質情況，地下水對煤礦的安全穩定生產有著直接影響，在適當時可結合傳統分層抽水技術，做好對于煤礦的安全保障工作，通過提高煤礦開采關鍵技術的使用來保障水文地質勘探的質量，提高煤礦生產水平，促進煤礦行業發展。煤礦生產作業中，水文地質勘探工作非常重要。在實際煤礦生產中，要嚴格遵守煤礦勘探原則，通過采用鉆孔透視技術評估煤層地質構造，還可采用電磁波勘探技術、射線勘探技術和流量測井技術等進行數據測量和分析，以提高水文地質勘探的科學性[5-6]。

4結語

煤礦水文地質勘探有助于提升煤礦生產效率，對降低煤炭生產成本、減少煤礦開采安全事件發生率有著積極意義，對煤礦的給水工程也具有重要作用。近年來市場經濟的快速發展，也對中國煤礦水文地質勘探技術的提高提出了新要求，通過引進新型煤礦水文地質勘探技術，并逐漸提高勘探技術的專業度和認可度，可保障地質勘探工作和煤礦開采工作的順利開展。

參考文獻：

［1］司雷.煤礦水文地質勘探現狀及新勘探技術研究［J］.環球人文地理，2017(7)：132.

［2］楊林.關于煤礦水文地質勘探現狀及新技術研究［J］.資源信息與工程，2017(1)：66-67.

［3］王亞宇.淺談煤礦水文地質勘探存在的問題及相應措施［J］.能源與節能，2017(4)：65-66.

［4］葉樹根.礦區水文地質勘探存在的問題及對策［J］.城市地理，2014(16)：32.

［5］萬紅麗.煤礦水文地質勘探問題及對策探析［J］.技術與市場，2014(9)：314-315.

［6］馮文文.有關煤礦水文地質勘探中關鍵問題的研究［J］.能源與節能，2017(4)：38-39.

作者：魯少杰 單位：大斗溝煤業公司