煤礦水文地質(zhì)勘探中地震勘探的運(yùn)用范文
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摘要：
煤礦水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，水害防治整體的工作壓力較大，為煤礦的安全生產(chǎn)埋下了重大的安全隱患，需采用有效手段將地震勘探合理引入煤礦水文地質(zhì)勘探和水害防治過程中。對地震勘探在煤礦水文地質(zhì)勘探和水害防治中的應(yīng)用等方面展開深入探討，為相關(guān)研究工作提供一定的參考信息。
關(guān)鍵詞：
水文地質(zhì)勘探；地震勘探；水害防治；經(jīng)濟(jì)效益；參考信息
0引言
為保證煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)不受影響，技術(shù)人員需要在開采過程中首先對礦區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行深入分析，采取可靠的地質(zhì)勘探技術(shù)手段分析礦區(qū)整體地質(zhì)條件，為后續(xù)煤炭開采活動(dòng)順利開展提供可靠保障。同時(shí)，受地下水等自然因素的影響，煤炭企業(yè)整體的經(jīng)濟(jì)效益受到了一定影響。水害防治的投入成本較大，水文地質(zhì)勘探的技術(shù)要求非常高，直接影響礦區(qū)生產(chǎn)效率[1]。
1煤礦水害的主要表現(xiàn)形式
1.1礦井中存在積水的危害煤礦企業(yè)在正常作業(yè)過程中，礦井中存在一定量的積水，影響作業(yè)區(qū)的生產(chǎn)效率。這種礦井充水的煤礦水害產(chǎn)生原因較多，主要包括如下幾個(gè)方面：
a)斷層間的構(gòu)造水。礦井內(nèi)斷層體積較小，斷層數(shù)量相對較少，不同的含水層對于煤礦的正常生產(chǎn)有一定影響；
b)采空區(qū)積水及廢棄小窯積水；
c)地表水及自然降水。當(dāng)自然降水較多，地表水含水量較大時(shí)，會(huì)加快礦井涌水量上升的速度，為礦區(qū)正常生產(chǎn)埋下一定的安全隱患；d)砂巖含水層水害；e)陷落柱易導(dǎo)水。除此之外，礦井內(nèi)部巖土層縫隙、巖溶、頂板破裂等也會(huì)導(dǎo)致礦井充水現(xiàn)象的出現(xiàn)[2]。表1所示即為不同煤層采空塌陷產(chǎn)生的導(dǎo)水裂隙帶高度。
1.2古近系地質(zhì)結(jié)構(gòu)的危害古近系的地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，砂巖較為豐富，含水性較強(qiáng)，特殊地段地質(zhì)構(gòu)造很容易出現(xiàn)地表斷裂的現(xiàn)象，此時(shí)附近的河床地表水及自然性降水將會(huì)不斷流入這些地表層，形成含水性較多的砂巖層。當(dāng)砂巖層全部覆蓋在煤炭層上面時(shí)，加大了煤炭開采難度，對于具體的開采技術(shù)提出了更高要求。當(dāng)古近系砂巖含水層較多時(shí)，將會(huì)造成煤炭開采過程中突水現(xiàn)象的出現(xiàn)，容易引起重大的安全事故，這種特殊地質(zhì)層突水量較大時(shí)，將會(huì)直接淹沒礦井，阻礙礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)順利進(jìn)行[3]。
1.3第四系松散層的危害第四系松散層主要是指粘土層、砂礫層等，這些層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到相關(guān)作用力的影響，內(nèi)部地質(zhì)構(gòu)造整體平衡性被打破，造成了第四系松散層內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定現(xiàn)象。當(dāng)風(fēng)化帶的隔水層柱斷裂時(shí)，流沙、泥流等各種含水物質(zhì)將會(huì)不斷涌入礦井內(nèi)部，出現(xiàn)地面塌陷的現(xiàn)象。礦井內(nèi)涌入的大量積水將會(huì)不斷沖擊井下作業(yè)區(qū)，導(dǎo)致作業(yè)面整體結(jié)構(gòu)遭到破壞，堵塞巷道，當(dāng)流沙等物質(zhì)涌入礦井的總量不斷增大時(shí)，將會(huì)淹沒礦井。
2水文地質(zhì)勘探的主要內(nèi)容
礦井在正常使用過程中，巖溶的作用力將會(huì)引起礦井底板突水現(xiàn)象的出現(xiàn)。為保證煤礦企業(yè)正常生產(chǎn)，需要開展水文地質(zhì)勘探活動(dòng)。通過分析開采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)，確定礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造條件，為后續(xù)水文地質(zhì)開展工作的順利進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。水文地質(zhì)勘探的主要內(nèi)容包括：
a)利用相關(guān)技術(shù)手段分析礦井突水現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，并找出相關(guān)影響因素；
b)分析礦區(qū)內(nèi)部氣壓與水的氣壓之間的相互影響，掌握地質(zhì)斷裂構(gòu)造的發(fā)育規(guī)律；
c)總結(jié)礦區(qū)的巖溶形成條件、隔水層厚度及巖性變化規(guī)律，并綜合評估井下含水層水位的動(dòng)態(tài)變化，豐富勘探內(nèi)容，為后續(xù)勘探工作的順利開展提供可靠的參考依據(jù)。
3地震勘探在煤礦水文地質(zhì)勘探和水害防治中的應(yīng)用
煤礦井下作業(yè)生產(chǎn)區(qū)水害現(xiàn)象的出現(xiàn)，需要準(zhǔn)確地判斷出導(dǎo)水通道的具體位置，及時(shí)消除相關(guān)因素的影響，保證礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)正常進(jìn)行。利用地震勘探的相關(guān)理論，能夠?yàn)榈V井內(nèi)部地質(zhì)條件、巖性的變化規(guī)律、巖溶特點(diǎn)、斷裂層的形成原因等方面提供可靠的參考依據(jù)，提高煤礦水文地質(zhì)勘探與水害防治工作的整體效率[4]。地震勘探技術(shù)對于礦區(qū)內(nèi)的異常結(jié)構(gòu)敏感度較高，對于巷道的開通狀況、巖層斷裂等提供了重要的參考信息。利用地震勘探技術(shù)能夠?qū)β洳钤?m之內(nèi)的斷層做出詳細(xì)說明，利用計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)可以顯示出礦井內(nèi)部褶曲分布狀況，確定巖性變化的客觀規(guī)律。由于水文地質(zhì)勘探需要對引起水害發(fā)生的原因做出必要解釋，而采用地震勘探技術(shù)可以客觀地反映出礦區(qū)陷落柱、采空區(qū)等不同區(qū)域的整體分布形態(tài)。同時(shí)，不同煤層之間的合并情況、煤層厚度變化、底板水文地質(zhì)特點(diǎn)等也能夠利用地震勘探的相關(guān)技術(shù)手段進(jìn)行分析。二維地震勘探技術(shù)主要是利用數(shù)字化的方式對礦區(qū)地質(zhì)條件進(jìn)行全方位剖析，確定出地震時(shí)間剖面，并對礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造做出充分說明。二維地震勘探能夠反映出礦區(qū)10m之內(nèi)的斷層變化，并確定斷點(diǎn)位置。為了將煤層底板的深度誤差控制在2%之內(nèi)，需要利用二維地震勘探技術(shù)確定10m左右的褶曲[5]。在此技術(shù)上，利用三維地震勘探技術(shù)能夠?qū)θS空間內(nèi)煤層構(gòu)造、巖性的變化、確定煤礦開采區(qū)位置提供可靠的參考信息。礦區(qū)水害防治對于主巷道整體布局有著嚴(yán)格的要求，利用三維數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化，能夠及時(shí)顯示出水害發(fā)生時(shí)礦區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，提高技術(shù)人員處理實(shí)際問題的工作效率。利用三維地震勘探可視化技術(shù)手段，可以解決煤礦作業(yè)區(qū)的一系列問題，主要包括：
a)確定出新生界的厚度，具體的深度誤差保持在1.52%作業(yè)范圍之內(nèi)；
b)對5m之內(nèi)的褶曲幅度變化提供可靠的參考信息，為巷道突水問題預(yù)防機(jī)制的構(gòu)建提供可靠的參考依據(jù)；
c)查明陷落柱發(fā)生的具體原因。由于反射波空白帶的存在，導(dǎo)致礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)中容易出現(xiàn)塌陷漏斗的現(xiàn)象。此時(shí)陷落柱邊緣存在著異常的擾曲反射波，利用三維地震勘探可視化技術(shù)可以通過查找結(jié)合水相干方差切片的具體位置，確定陷落柱的大概范圍。陷落柱在地震剖面上的示意圖如圖1所示。
4結(jié)語
地震勘探理論體系較為豐富，相關(guān)技術(shù)手段能夠?yàn)樗牡刭|(zhì)勘探工作的開展及水害防治措施的順利實(shí)施提供必要的參考依據(jù)。地震勘探的相關(guān)技術(shù)手段為礦區(qū)水文地質(zhì)條件的深入分析提供了重要的參考信息，豐富了水文地質(zhì)勘探工作內(nèi)容，拓寬了礦區(qū)水害防治的工作思路，有利于提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)效益。因此，研究地震勘探在煤礦水文地質(zhì)勘探和水害防治中的應(yīng)用，具有重要的現(xiàn)實(shí)參考意義。
參考文獻(xiàn)：
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［3］曾凡品.煤礦水文地質(zhì)特征與礦井水害的防治技術(shù)論述［J］.能源與節(jié)能，2014(12)：77-78.
［4］鄧書生.淺談煤礦水文地質(zhì)特征與礦井水害的防治［J］.科技致富向?qū)В?013(6)：256.
［5］倪宇東.可控震源地震勘探新方法研究與應(yīng)用［D］.北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2012.．
作者:高鵬 單位:山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)馬家?guī)r煤業(yè)有限公司
