煤矿水文地质勘探现状及新的勘探技术分析

煤矿水文地质勘探现状及新的勘探技术分析

鹿新强， 刘波

山东能源新汶矿业集团有限责任公司鄂庄煤矿， 山东省济南市 271100

摘要：水文地质勘探工作是煤矿生产的重要基础性工作，会对煤矿的生产安全和经济效益产生直接影响，是煤矿生产和管理工作中必须要把握好的工作环节。基于此，文章对煤矿水文地质勘探的现状以及相应的勘探技术进行了分析和探究，以期为煤矿水文地质勘探工作的开展提供一定的参考。

关键词：煤矿；水文地质；勘探现状；勘探技术

引言

做好煤矿水文地质勘探工作能有效减少煤矿水害事故的发生，确保采煤工作的安全运行。由于传统勘探技术过多依赖经验推断地下岩层和构造的走向分布及煤层顶底板富水情况，不能充分揭示空间地质构造变化规律，难以直接完整准确地理解和感受地下三维地质情况，已无法满足煤矿水文地质勘探工作的发展要求，因此，需引入多种先进技术，如钻孔透视仪、瞬变电磁法、流量测井法和微动测深勘查技术等。本文先简单介绍煤矿水文地质勘探现状，分析新型煤矿水文地质勘探技术，并浅谈煤矿水文地质勘探的意义。

1煤矿水文地质勘探的现状分析

1.1勘察探测技术专业人员少

我国正处于并将长期处于社会主义初级阶段的基本国情决定了我国的人才情况，煤矿水文勘察探测技术是综合地理、地质、化学、物理、数学等学科知识的综合性专业技术，对勘察探测工作技术人员的技能要求很高。然而我国实施的科教兴国、人才强国战略初现成效，这方面的专业人员数量还不足以填补专业空缺。同时由于受国家政策调整，新旧动能转换影响，煤炭企业改革发展，重组退出之风正欲刮起，受改革动荡影响，造成专业技术人员流失严重。加之我国煤炭资源多赋存于北部及西北部偏远地区，矿井生产建设条件相较其他行业十分艰苦，因此对专业技术人员吸引力不足，造成专业技术人员匮乏现状。

1.2勘察探测工作支持力度小

煤矿是与地质环境条件密切相关的开采项目，需要开展科学、专业的勘察探测工作，从而促进开采工作的顺利进行。然而，此项工作所需费用巨大，需要借助各种探测仪器进行数据收集，这些数据人工无法获取，只能依赖先进科学技术实现，导致勘探工作的资金耗费巨大。而地质水文勘察探测工作一般只在矿井工作面开采工作前进行，开采过程中水文地质勘探工作量相对有所降低。一些矿井在生产过程中为了降低生产勘探成本，不按照相关规定施工水文地质钻探钻孔或者物探，以致于矿井水害情况探查不清，未能制定相应治理措施，造成出现涌水或者突水事故。

1.3矿井采深增加、水文地质更为复杂

随着矿井浅部煤炭资源逐渐枯竭，矿井开采深度不断增加，深层煤层顶底板受徐灰、奥灰水威胁程度增加，水位地质勘探工作开展更为困难。我国采用的水位地质勘探技术相对于西方发达国家仍有较大差距，同时在发展过程中遇到各种新问题，增加矿井水文地质勘探工作难度。

2煤矿水文地质勘探的技术分析

2.1钻孔透视勘探技术

在煤矿水文地质勘探工作中经常使用无线电技术，其中钻孔透视技术是重要应用之一。应用原理是利用无线电波对不同岩层的反射性与穿透性不一致，用以勘探煤矿井下岩层，能够准确分析出岩层里的溶洞和煤层顶底板含水层。无线电波在传播时，传播系数会受到传输介质类型的影响，不同种类的介质传递系数有所差异，钻孔透视技术就是根据这一特征来分析得出勘探结果。比如煤矿井下的岩层里若有积水，电波通过积水层时会产生非常明显的频率波动，技术人员可以根据无线电波频率的波动情况来判断含水层积水情况。另外，技术人员利用钻孔透视技术时，可以向被勘探岩层施工两个钻探钻孔，并把无线电发生与接收设备分别放到钻孔里，这样一来，无线电发射设备发出的无线电信号就能通过无线电接收设备及时接收，技术人员在定量分析煤矿井下岩层情况时就能结合无线电的信号频率以及幅度变化情况对井下岩层是否存在岩层溶洞、地下水、含水层等情况做出准确判断与定位，进而为后期的开采工作提供大量的数据支撑。

2.2电磁波瞬变勘探技术

电磁波瞬变勘探技术主要是通过在地表布设线框、向地表中输入阶跃电流的方式开展水文地质勘探工作，如果输入地表中的阶跃电流突然中断后产生了感应电场，并且该感应电场能够维持的通电状态会随着时间变化出现能量衰竭的问题，那么就可以通过感应磁场的能量变化对煤矿层的整体结构进行精确地分析。煤矿层结构中的岩石湿度会对煤矿层的电阻率大小产生直接的影响，通常情况下，煤矿层的水量含量越高，煤矿层的电阻率就越低，根据这一原理，结合感应磁场的能量变化曲线就能够对煤矿层的富水性、岩层的破裂程度等进行详细地分析。另外，在煤矿层电阻率异常的平面图上，能够明确地发现高电阻率异常区、低电阻率异常区，并且这些异常区的分布范围、异常幅度等都能够直接体现出煤矿层断层与断裂系的含水状况，因此，电磁波瞬变勘探技术是一种十分有效的水文地质勘探技术。

2.3流量测井勘探技术

在煤矿水文地质勘探工作中流量测井勘探技术属于一种新型技术，主要优势在于获取数据的速度较快，而且操作方便，能够有效减少勘探成本。应用原理是通过岩层不同深度的界面上断面不同的流量来勘探岩层不同深度的水位、水层厚度、岩层的渗透系数等，利用这项技术可以准确分析出煤矿层的含水层和隔水层，从而能够全面了解煤矿区域的水文地质情况。同时，工作人员根据勘探结果能够了解煤矿层的水文地质特征，为煤矿前期寻找水和后期生产过程的水灾防控工作能够提供大量的有效数据。但在应用流量测井勘探技术时需要具有丰富经验的专业人员参与勘探工作，这是因为在测出数据之后需要技术人员综合分析可能存在的因素来对一些参数进行矫正，而这一过程不能利用计算机技术对测量数据进行参数模拟。

2.4γ射线水探勘探技术

在煤矿水文地质勘探工作中γ射线水探勘探技术非常常见，而且应用时间比较早，在我国煤矿水文地质勘探工作的发展中具有重要的意义。在实际勘探中，γ射线水探勘探技术主要用于寻找破碎底层、勘探裂缝地层发育水，优势也十分明显，表现在具有设备接单、不易受到外界因素的干扰的优势。该技术主要是利用γ射线来扫描勘探区域，工作人员能够结合扫描的横向分布情况来分析判断含水层的位置以及含水量，进而根据分析结果来预测矿层基岩断裂层的技术性风险。应用γ射线探水勘探技术的主要原理是结合岩层断裂带的结构情况来测算含水量，属于一种间接性的探水勘探技术。通常在被勘探的煤矿区域中含有表层土覆盖时经常使用γ射线水探勘探技术，因为煤矿地层的深度会直接影响到射线的频率，所以在开展水文地质勘探工作中，技术人员要全面分析矿区周围的地质环境条件，应用γ射线水探勘探技术得到的含水量只是一个参考依据，不可应用在科学严谨的模型计算中。

结语

煤矿水文地质勘探有助于探查煤矿井下隐蔽致灾因素，探明煤层顶底板富水性，避免煤矿水害安全生产事故的发生，因此该项工作的开展具有积极的意义，同时对煤矿的给水工程也具有重要作用。近年来市场经济的快速发展，也对中国煤矿水文地质勘探技术的提高提出了新要求，通过引进新型煤矿水文地质勘探技术，并逐渐提高勘探技术的专业度和认可度，可保障地质勘探工作和煤矿安全生产工作的顺利实施。

参考文献

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