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[摘 要]煤矿生产离不开煤矿勘探工作,煤矿开采工作落实情况能够对煤矿生产效率造成重要影响。其中,煤矿勘探工作容易受到水文地质因素的干扰,尤其是现在水文地质的问题较多,严重阻碍了煤矿生产工作前进的步伐。因此,结合目前水文地质问题与新技术,采取正确方式进行有效的解决,将对于我国煤矿开采工作顺利开展有重要意义。
[关键词]煤田;水文地质;勘探技术
中图分类号:TD166 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)22-0009-01
引言
随着我国经济的迅猛发展,我国的煤炭事业也蒸蒸日上,煤炭的生产和消费的需求量越来越高。从2000年的十亿吨到如今25~30亿t的需求量的变化,很明显的告诉我们作为我国的基础能源之一的煤炭能源在我国的经济发展中已经是不可或缺的了。需求量的增多,加剧了开采事业的运行,同时水文地质问题也逐渐浮出水面,为了更好的解决这些问题,所以要着重的对煤矿水文地质勘探技术进行更深层的研究。
1 水文地质勘探的目的
研究水质水量的主要手段是对水文地质的勘探。通过在水文地质测绘的基础上进行深层次的探查工作,主要是为了对水文地质条件的检测。在实际的工作中,应该根据对某地区的水文地质的勘探结果,并且结合地形、自然地理条件等因素,合理的进行煤炭事业的开发。在水文地质勘探中有钻探、地球物理勘探、浅井、坑探等多种勘探手段,由于高效率的工作和探查深度大的优点,使得钻探成为最受欢迎,并且应用最广泛的勘探手段,地球物理勘探是现代化水文地质探查工作中不可缺少的手段,在水文地质勘探工作中起到了特殊的作用,探查深度有限,并且效率低,所以浅井、坑探通常很少使用,除非必须用到这种手段针对浅层的地下水。
2 当前我国煤田必须面对的水文地质问题
2.1 煤炭建设过程中,水资源缺乏足够保障能力
我国北方地区的煤炭资源相当丰富,占了全国已探明储量的90%以上。然而北方的水资源却只占全国水资源总量的30%。但是在煤炭开采的过程中需要消耗大量的水资源,特别是煤炭逐渐的匮乏,所需要的水资源也更多。然而供水能力却严重不足,明显的缺水,难以保证煤炭建设的高位运行。
2.2 煤矿的安全生产与服务年限都受到水害的严重威胁
在当前的煤矿生产过程中,必须要面对各种水害。因为部分煤矿所出的特殊的地质情况,使得这些煤矿更容易遭受水害的威胁,例如中部与东部的煤矿,基本都是石炭与二叠系含煤地层,在其上和其下都是富水层,这就使得容易出现各种水害。在煤矿的水害中主要以老空水和底板奥灰水这两种为主。随着煤炭资源的开展与枯竭,这两种水害的威胁也日趋严重。在今后煤炭的勘探与生产都会随着煤浅层煤炭的枯竭而向深层进行延伸。有研究显示,我国的下组煤几乎都受到了底部岩溶水所带来的威胁。
2.3 矿区环境污染
在煤矿生产过程中,经常会产生一些生活污水。众所周知,若是污水肆意排放,肯定会破坏周边的生态环境,给人们居住的生活增添烦恼,特别是排放未经处理含有化学成分的污水,将会危及人们身体健康以及农作物生长发育。在煤炭生产过程中,污水的排放会对水文地质环境造成巨大影响,从而降低矿区地下水的水位分布。当浅层的含水层水分被排光后,会致使煤矿生产区域出现塌陷,甚至会出现严重干旱等后果。可见,若是污水排放方式不科学,不仅会影响生活环境和水文地质环境,也会增加煤炭勘探工作的开采成本。
3 水文地质勘探技术
3.1 钻孔透视仪测量岩溶
钻孔无线电波透视法,是无线电波传播理论在地质勘探工作中的应用。电磁波在地表下传播,其介质是各种岩石,由于岩石岩性的差异,电磁波在岩石中的传播能力及其透视距离均不相同。根据这一原理,将无线电发射机和接收机分别置于有一定距离的两个钻孔中,其中一个钻孔中的无线电发射机以一个点源发射无线电波,经过介质传播,在另一个钻孔的接受中接到电磁波讯号。钻孔无线电波透视仪是探测碳酸盐层分布地区地表以下不同深度的溶洞和岩溶通道的一种新技术,它为研究岩溶发育规律提供了新的技术装备。该仪器的应用,能确定高阻岩层中低阻充水洞穴、破碎带的位置;能探测500m或更深的孔间岩溶形态,能在注浆帷幕钻孔中检查注浆效果,探测突水点及堵水注浆巷道的位置。
3.2 流量测井法
流量测井法是水文地质勘探工作中的一种新的有效的方法,它是测定钻孔不同深度横截面纵向流量的仪器。凡是有纵向水流运动的钻孔,均可使用流量测井法来划分含水层和隔水层,并测定含水层的层位、厚度、渗透性能变化。MDS-78I型流量测井仪,它包括流量测量和井径测量两部分。可用于点测,也可用于连续测量,其性能比较稳定,操作也较方便。
3.3 綜合物探技术方法
在进行煤矿开采的过程中必然会遇到构造以及矿井水的各种问题。想要解决这些问题可以将地震勘探与电法勘探进行结合来进行勘探。地震勘探指的是高分辨率三维地震勘探。通过这种地震勘探所获取的三维数据,然后再结合相应的钻孔资料,就能够对矿区的目的层的构造进行详细的分析,并通过分析所取得的数据来构造出立体图像。而电法勘探则主要针对测区内的砂岩水与奥灰水的赋存情况以及岩溶裂隙程度。通过对这些数据的研究再结合地震勘探所得到的结果,来进一步的进行矿区内的构造的导水性以及压盖隔水层的厚度进行分析。这样所得到的数据与研究结果将会更加的准确。
3.4 γ射线找水法
五十年代,日本开始利用天然放射性射线寻找地下水,取得了显著的地质效果。1974年,我国原子能应用研究所开始研究引进γ射线找水法,并先后在川中、内蒙、江苏、安徽、湖北等地的丘陵山区进行使用,证明了这种仪器对找寻基岩中稳伏断层破碎带、裂隙带地下水是行之有效的方法。由于这种仪器具有轻便、操作简单、受地形影响小、效率高、成本低等优点,因此深受欢迎。近年来,许多单位又进行了更进一步的研究和试验,取得了更好的效果。
3.5 钻探技术
该项技术是煤矿勘探工作中常用到的一种技术方法。在实际勘探中,借助钻探技术能够准确的掌握地质状况,从而有效的开展后续的工作事宜。根据煤矿存在的区域不同,还可以合理选择不同的钻探技术,例如,在干旱地区进行煤炭开采可以借助泡沫钻进与空气反循环技术,而在泥灰岩层以及碳酸岩层等地区,使用钻探技术却会导致意外发生,所以在这些地区勘探前还要进行钻孔结构分析,加强该项技术的研究。
3.6 使用“3S”集成技术
全球定位系统、遥感技术以及地理信息系统这三种技术的应用十分广泛。而将三者结合应用到地下水领域的研究中将能够更好的为矿区的地下水研究提供助力。这三者是建立在计算机技术、计量地理学以及遥感技术之上的,是地球系统研究中的重要手段,所提供的数据能够作为每天地区地下水环境研究的重要依据。
3.7 同位素技术
利用同位素勘探技术对水文地质勘探的时间较长,如今也是水文地质勘探工作中常用的技术。这项技术能够更加精确的检测地下水的各种情况,为勘探工作者进行勘探工作提供了理论依据。
结束语
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、酌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
[1] 李大为.浅谈煤田水文地质勘探技术方法[J].科技信息.2012(32).
[2] 王旭东.煤田水文地质勘探技术方法的有关探索[J].科技创新导报.2013(23).
[关键词]煤田;水文地质;勘探技术
中图分类号:TD166 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)22-0009-01
引言
随着我国经济的迅猛发展,我国的煤炭事业也蒸蒸日上,煤炭的生产和消费的需求量越来越高。从2000年的十亿吨到如今25~30亿t的需求量的变化,很明显的告诉我们作为我国的基础能源之一的煤炭能源在我国的经济发展中已经是不可或缺的了。需求量的增多,加剧了开采事业的运行,同时水文地质问题也逐渐浮出水面,为了更好的解决这些问题,所以要着重的对煤矿水文地质勘探技术进行更深层的研究。
1 水文地质勘探的目的
研究水质水量的主要手段是对水文地质的勘探。通过在水文地质测绘的基础上进行深层次的探查工作,主要是为了对水文地质条件的检测。在实际的工作中,应该根据对某地区的水文地质的勘探结果,并且结合地形、自然地理条件等因素,合理的进行煤炭事业的开发。在水文地质勘探中有钻探、地球物理勘探、浅井、坑探等多种勘探手段,由于高效率的工作和探查深度大的优点,使得钻探成为最受欢迎,并且应用最广泛的勘探手段,地球物理勘探是现代化水文地质探查工作中不可缺少的手段,在水文地质勘探工作中起到了特殊的作用,探查深度有限,并且效率低,所以浅井、坑探通常很少使用,除非必须用到这种手段针对浅层的地下水。
2 当前我国煤田必须面对的水文地质问题
2.1 煤炭建设过程中,水资源缺乏足够保障能力
我国北方地区的煤炭资源相当丰富,占了全国已探明储量的90%以上。然而北方的水资源却只占全国水资源总量的30%。但是在煤炭开采的过程中需要消耗大量的水资源,特别是煤炭逐渐的匮乏,所需要的水资源也更多。然而供水能力却严重不足,明显的缺水,难以保证煤炭建设的高位运行。
2.2 煤矿的安全生产与服务年限都受到水害的严重威胁
在当前的煤矿生产过程中,必须要面对各种水害。因为部分煤矿所出的特殊的地质情况,使得这些煤矿更容易遭受水害的威胁,例如中部与东部的煤矿,基本都是石炭与二叠系含煤地层,在其上和其下都是富水层,这就使得容易出现各种水害。在煤矿的水害中主要以老空水和底板奥灰水这两种为主。随着煤炭资源的开展与枯竭,这两种水害的威胁也日趋严重。在今后煤炭的勘探与生产都会随着煤浅层煤炭的枯竭而向深层进行延伸。有研究显示,我国的下组煤几乎都受到了底部岩溶水所带来的威胁。
2.3 矿区环境污染
在煤矿生产过程中,经常会产生一些生活污水。众所周知,若是污水肆意排放,肯定会破坏周边的生态环境,给人们居住的生活增添烦恼,特别是排放未经处理含有化学成分的污水,将会危及人们身体健康以及农作物生长发育。在煤炭生产过程中,污水的排放会对水文地质环境造成巨大影响,从而降低矿区地下水的水位分布。当浅层的含水层水分被排光后,会致使煤矿生产区域出现塌陷,甚至会出现严重干旱等后果。可见,若是污水排放方式不科学,不仅会影响生活环境和水文地质环境,也会增加煤炭勘探工作的开采成本。
3 水文地质勘探技术
3.1 钻孔透视仪测量岩溶
钻孔无线电波透视法,是无线电波传播理论在地质勘探工作中的应用。电磁波在地表下传播,其介质是各种岩石,由于岩石岩性的差异,电磁波在岩石中的传播能力及其透视距离均不相同。根据这一原理,将无线电发射机和接收机分别置于有一定距离的两个钻孔中,其中一个钻孔中的无线电发射机以一个点源发射无线电波,经过介质传播,在另一个钻孔的接受中接到电磁波讯号。钻孔无线电波透视仪是探测碳酸盐层分布地区地表以下不同深度的溶洞和岩溶通道的一种新技术,它为研究岩溶发育规律提供了新的技术装备。该仪器的应用,能确定高阻岩层中低阻充水洞穴、破碎带的位置;能探测500m或更深的孔间岩溶形态,能在注浆帷幕钻孔中检查注浆效果,探测突水点及堵水注浆巷道的位置。
3.2 流量测井法
流量测井法是水文地质勘探工作中的一种新的有效的方法,它是测定钻孔不同深度横截面纵向流量的仪器。凡是有纵向水流运动的钻孔,均可使用流量测井法来划分含水层和隔水层,并测定含水层的层位、厚度、渗透性能变化。MDS-78I型流量测井仪,它包括流量测量和井径测量两部分。可用于点测,也可用于连续测量,其性能比较稳定,操作也较方便。
3.3 綜合物探技术方法
在进行煤矿开采的过程中必然会遇到构造以及矿井水的各种问题。想要解决这些问题可以将地震勘探与电法勘探进行结合来进行勘探。地震勘探指的是高分辨率三维地震勘探。通过这种地震勘探所获取的三维数据,然后再结合相应的钻孔资料,就能够对矿区的目的层的构造进行详细的分析,并通过分析所取得的数据来构造出立体图像。而电法勘探则主要针对测区内的砂岩水与奥灰水的赋存情况以及岩溶裂隙程度。通过对这些数据的研究再结合地震勘探所得到的结果,来进一步的进行矿区内的构造的导水性以及压盖隔水层的厚度进行分析。这样所得到的数据与研究结果将会更加的准确。
3.4 γ射线找水法
五十年代,日本开始利用天然放射性射线寻找地下水,取得了显著的地质效果。1974年,我国原子能应用研究所开始研究引进γ射线找水法,并先后在川中、内蒙、江苏、安徽、湖北等地的丘陵山区进行使用,证明了这种仪器对找寻基岩中稳伏断层破碎带、裂隙带地下水是行之有效的方法。由于这种仪器具有轻便、操作简单、受地形影响小、效率高、成本低等优点,因此深受欢迎。近年来,许多单位又进行了更进一步的研究和试验,取得了更好的效果。
3.5 钻探技术
该项技术是煤矿勘探工作中常用到的一种技术方法。在实际勘探中,借助钻探技术能够准确的掌握地质状况,从而有效的开展后续的工作事宜。根据煤矿存在的区域不同,还可以合理选择不同的钻探技术,例如,在干旱地区进行煤炭开采可以借助泡沫钻进与空气反循环技术,而在泥灰岩层以及碳酸岩层等地区,使用钻探技术却会导致意外发生,所以在这些地区勘探前还要进行钻孔结构分析,加强该项技术的研究。
3.6 使用“3S”集成技术
全球定位系统、遥感技术以及地理信息系统这三种技术的应用十分广泛。而将三者结合应用到地下水领域的研究中将能够更好的为矿区的地下水研究提供助力。这三者是建立在计算机技术、计量地理学以及遥感技术之上的,是地球系统研究中的重要手段,所提供的数据能够作为每天地区地下水环境研究的重要依据。
3.7 同位素技术
利用同位素勘探技术对水文地质勘探的时间较长,如今也是水文地质勘探工作中常用的技术。这项技术能够更加精确的检测地下水的各种情况,为勘探工作者进行勘探工作提供了理论依据。
结束语
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、酌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
[1] 李大为.浅谈煤田水文地质勘探技术方法[J].科技信息.2012(32).
[2] 王旭东.煤田水文地质勘探技术方法的有关探索[J].科技创新导报.2013(23).