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      煤田水文地質問題和勘探技術方法

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      煤田水文地質問題和勘探技術方法

      0引言

      中國作為煤炭資源消耗大國,一直沒有中斷過對煤田勘探技術方法的研究。煤田水文地質問題作為影響煤田勘探的重要因素,對煤田勘探和開采都有巨大影響。近年來,中國煤炭行業的發展,使煤田水文地質勘探技術得到了較快發展,煤田水文地質勘探技術的發展又極大促進了中國煤田勘探技術和開采技術的進步。因此,對煤田水文地質問題和勘探技術方法的探索和分析對促進中國煤礦勘探和開采技術的發展具有重要意義。

      1煤田水文地質問題探索分析

      1.1煤田水來源類型分析

      1.1.1地表水與斷層水

      煤田的地表水主要是指天氣降水、河流及植物根莖所蓄積的水,地表水對煤炭資源的勘探和開發雖有一定影響,但由于煤礦大多深藏與地表深處,因此地表水對煤礦勘探和開發的影響并不大。斷層水是指位于由于地質構造運動被隔在深層地下的水,這些水對煤礦資源的勘探和開發有著巨大影響,因此在進行煤礦資源勘探時往往都會采用鉆孔勘探的方式,探明斷層水的儲量和位置。

      1.1.2地下水

      地下水是指埋藏在地表以下以各種形式存在的重力水。在煤田勘探和開采中,一般會將地下水層分為含水層和含水帶兩種類型。含水層是指散層空隙中的碎石土與砂粘土等,散層空隙中的碎石土和砂粘土儲水能力較弱,含水厚度也較小,因而被稱為弱含水層。巖溶裂縫中含水帶組成部分偏向于燧石灰巖與硅質層等,厚度均在33m左右,且裂縫形狀展現的幾乎是蜂窩狀,所以水蝕情況較為嚴重,水量會出現大量的滲漏而引起水分過多減少。綜上所述,巖溶裂縫含水帶中會出現水位波動較大現象。

      1.2煤田水文地質問題

      1.2.1礦區水源欠缺

      水作為人們生產和生活的關鍵資源,對煤田開采活動的正常開展十分重要,大多數煤礦開采的供水都是利用煤田周圍的地表水和地下水,但由于中國水資源分配不均,有很多煤田地下水和地表水的水資源十分匱乏。由此導致很多煤田生產中嚴重缺水,根本達不到煤田生產所需用水量的最低標準。如果礦區水資源保有量難以達到煤礦生產所需水量,那么煤礦生產就會受到一定的影響。

      1.2.2礦井地質受水害影響

      地下水儲存形式復雜,水的運動也難以準確判斷。中國煤田在生產中,很多礦井由于受水害影響嚴重,只能廢棄。水害不僅會影響煤炭開采工作開展,還會使煤礦頂板穩定性下降,給煤礦安全生產帶來嚴重威脅。如果不能有效解決煤田溶水問題,要實現對煤礦資源的順利開采十分困難。

      1.2.3礦區環境污染

      礦區生產需排放大量生產污水,這些污水成分極其復雜,如果將這些污水肆意排放到自然環境中,不僅會造成環境破壞,還會給礦區人民的生產和生活帶來極大不便。這些廢水中一些含有有害化學成分的污水,還會給動植物帶來致命威脅,不僅影響動植物生長發育,還會威脅人的健康。污水的大量排布,還會影響地下水水位,一旦煤礦頂板地下水含水量發生變化,極容易導致煤礦出現塌陷等事故,如果地下水位下降過多,還會導致礦區干旱,影響礦區人們生活和礦區生態平衡。

      1.3煤田水文地質研究的主要內容

      1.3.1合理開發和利用煤礦區供水水源

      中國很多煤礦產區都存在供水不足現象,這種現象嚴重影響了煤田開發和開采。中國西部地區蘊藏著豐富的煤炭資源,但由于西部常年缺水,給煤礦資源的開發和利用帶來了很大困難。現如今,煤礦資源供水不足已成為制約中國煤田開發的重要因素。因此在進行煤礦資源的開發時,一定要做好對礦井水資源的合理利用,注意排供結合,將礦井內無用的水轉變為生產資料,提升礦區水資源利用效率。

      1.3.2礦井防水治水措施研究

      礦井水害對煤礦資源開采有重要影響,一旦礦井突發水害,不僅會影響煤礦開采工作的開展,還會給工作人員帶來生命威脅。近年來,中國煤礦由于突水造成的事故常有發生,一旦煤礦突水事件發生,如何對礦井進行防水和治水,已成為中國煤炭開采領域亟需解決的問題。礦井突水原因復雜,不僅有底板突水,還有頂板突水,有的煤礦突水是由于斷層突水,還有的是采空區塌陷突水等。做好煤礦防水治水措施,要從預防礦井突水開始,為了對礦井突水進行有效預防和治理,可在地質勘探的基礎上,通過預測突水量和突水通道,提前對可能出現突水的位置進行預防和處理,避免突水給煤礦帶來經濟損失和人員傷亡。

      2煤田水文地質勘探技術

      2.1煤田水文地質勘探的目的

      煤田水文地質勘探是對煤田水文地質條件進行檢測的主要手段,通過煤田水文地質勘探,能較為準確地掌握煤田水文地質情況,并根據煤田水文地質情況對煤礦中可能出現礦井水害進行預防。在實際的煤田水文地質勘探中,應結合煤田的地形和自然環境等因素,對煤田水文地質情況進行綜合性評估,并給出評估報告,為煤礦資源開發提供資料參考。一般來說淺層煤田水文地質勘探開展比較容易,勘探要求也并不十分嚴格。但是,深層煤礦的煤田水文地質勘探則是煤礦勘探工作中的重點,只有做好煤田水文地質的勘探,才能保證深層煤田開采效率和煤礦安全生產。

      2.2煤田水文地質勘探新技術

      2.2.1鉆孔透視儀測量巖溶

      鉆孔透視儀測量巖溶是利用無線電波在巖石中受介質影響傳播距離不同的特點來實現找水的。在應用鉆孔透視儀法測量巖溶時,首先將無線電的發射機和接收機放在事先做好的鉆孔中,其中一個鉆孔的發射機發射無線電波,另一個鉆孔的接收機接受電波,通過對接受到信號與原信號的分析,能實現對不同深度煤田溶洞和巖溶通道的測量。利用鉆孔透視儀,能較好地測量出煤田中充水洞穴和破碎帶的位置,并實現對500m以上巖溶形態的測量,以方便在煤礦開采中預防礦井水害。由于鉆孔透視儀測量操作簡單,因此其對突水礦井水害治理中也有所應用,利用這種技術工作人員能準確找到礦井的突水點和堵水位置。

      2.2.2流量測井法

      流量測井法是自電磁流量測井儀2008年問世以來才出現的新方法,這種方法是基于電磁流量會受移動的水流影響發生變化實現對井下水文地質條件的測量。通過電磁流量測井儀,能有效區分煤田中的隔水層和含水層。

      2.2.3γ射線找水法

      γ射線找水法也是應用于煤田水文地質勘探中的重要方法,實際應用證明,用γ射線找水法尋找基巖斷層和裂隙地帶的地下水具有較高效率,應用γ射線找水原理設計的γ射線找水儀不僅具有制作成本低、儀器輕便、操作方法簡單等優點,且還具有極高的找水效率。γ射線找水儀受地形等因素影響小,實用效果非常好,很受歡迎。因此,很多單位都引進了該技術,并繼續對該技術做進一步的研究與探討,同時也取得了非常不錯的成績。

      3結語

      煤田水文地質問題一直是影響煤田安全生產的重要因素,隨著中國淺層煤炭資源開采接近尾聲,為做好深層煤炭資源的開發和利用,人們逐漸加大了對煤田水文地質勘探技術的研究和探索力度。水文地質勘探新方法在煤田水文地質勘探中的應用,極大提升了中國的煤炭開采技術,為中國深層煤礦的勘探和開發打下了基礎。

      作者:李麗娟 單位:山西省煤炭工業廳煤炭資源地質局

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