1、浅谈矿区的水文地质钻探技术【摘要】矿区水文地质勘查旨在查明矿区水文地质条件及矿床充水因素，预测矿坑涌水量。对矿床水资源综合利用进行评价，指出供水水源方向等。其技术要求的严肃性对后续的矿山开采具有非同一般的意义。本文说明了水文地质钻探的优点，分析了矿区水文地质钻探中存在的主要问题，阐明了水文地质钻孔的基本类型，探讨了水文地质钻探要点。 【关键词】矿区 水文地质 钻探 技术 中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 对于矿主而言他们最关注的是矿区的煤田地质、矿脉走向、矿床分布等相关信息，正是基于这种倾向才使长期以来矿区少有专业化的水文地质调查报告，也正是基于这种倾向才使透水事
2、故频繁出现。虽然矿区的煤田地质勘探报告中存在水文地质部分，但是相对于专业的水文地质调查报告而言煤田地质报告就显得过于简略且深度广度不够，所以水文地质的部分般都是矿主们最容易忽略的部分，根据水文地质调查报告，地下的水文地质情况一目了然，根据这份报告进行地下矿脉的施工走向时，就能进行科学合理的安排，这样可以极大的避免透水等事故的发生。这也是西方发达国家少有透水事故发生的关键。在矿主对矿区边行总体规划之前必须至少掌握地下的最基本的水文地质情况，只有确定了矿区供求水源规划才能进起码的矿区规划。 二、矿区水文地质勘查方法包括水文地质测绘、水文地质勘探、抽水试验、地下水位动态观测和实验室试验、分析，其中的
3、水文地质勘探具体包括水文地质钻探、物探、化探和坑探，本文将对矿区水文地质钻探进行研究。 水文地质钻探的优点：在矿区水文地质勘查中，水文地质钻探是最基本的勘探手段，也是主要的、可靠的手段，具有其它勘查方法不可替代的优点： 水文地质钻探可直接揭露地下水(含水层)，能够确定含水层的埋藏深度、厚度、岩性、空隙率和分布状况；水文地质钻探可以确定各含水层之间及含水层与地表水体之间的水力联系；水文地质钻探可以用做抽水试验，测定各含水层的水文地质参数；水文地质钻探可以实现地下水位动态观测；水文地质钻探可以取水样做水质分析。 三、我国矿区水文地质钻探中存在的主要问题 一般来说矿区水文地质条件复杂，特别是遇到断层
4、、溶洞等复杂条件时，再加上现场技术人员综合素质偏低，钻机设备落后等原因，矿区的水文地质钻探将会非常困难，由此产生的问题也非常多，最终导致钻进效率低下，比如卡钻、掉钻现象严重，钻头无法均匀钻进等。 （一）现场作业人员综合素质偏低 目前我国大部分矿区水文地质钻探工程施工的从业人员综合素质偏低。现场负责或管理人员职业道德休养偏低，工作态度懒散，对于国家有关的建筑法律、法规、规范不了解或者不熟悉，不能及时的贯彻和执行到每一个钻孔中去，使得施工作业人员盲目施工。而且有些技术人员对于后期的勘察报告编写也是草草了事，比如在没有进行测井参数对比的情况下就随意绘制水文地质观测曲线，随意编造含水层的渗透、含水特征
5、参数，导致勘察报告与现场实际情况严重不符等。现场作业人员大部分是农民工，往往没有受过良好的教育和正规的职业技能培训，在施工过程中往往是怎样方便怎样施工，最终导致取样不合格，现场原位测试结果不准确等。 （二）钻机设备选型不当，质量问题突出 当前我国很多矿区的水文地质现场钻探作业都是由分包人员负责，因此为了节约施工成本，增加经济利润，往往不根据矿区水文地质岩石的钻机难易程度进行钻机参数选型，不严格按照标准的钻探工艺施工，导致钻机转速、钻速以及钻压等参数的匹配调整不到所需的要求，影响钻进效率；钻机由于多年磨损也总是问题百出，比如钻头切削刃布齿、复合片损坏严重，泥浆泵效率低下，泵量、泵压达不到钻进要求
6、等。 （三）矿区水文地质条件复杂，作业条件差 矿区的水文地质条件一般都比较复杂，在水文地质钻探的过程中可能会遇到断层裂隙、岩溶等复杂地质条件，以及老窑和废弃矿井等人为形成的储水环境。对于裂隙发育程度比较高的地层来说，其岩石结构完整性比较差，而且有时会含有大量的水分，水力连通关系复杂，极大降低了钻机的钻进效率，致使钻头不能均匀的钻取岩石，清水泥浆漏失，泥土充填裂隙而不能有效被排出孔外，还极易出现钻头损坏、卡钻、掉钻、埋钻等现象，最终导致严重安全事故的发生；对于老窑、废弃矿井水来说，由于长期处于死水状态，其内部滞留大量的有毒有害气体，钻机一旦钻通就可能对现场作业人员的生命安全构成极大威胁。 三、水
7、文地质钻孔的基本类型 根据钻孔所担负的主要任务，可将水文地质孔分为五类：勘探孔、试验孔、观测孔、开采孔和探放水孔。 （一）勘探孔 通常只在小、中比例尺的区域水文地质普查中布置，一般要通过钻探取心进行地层描述和进行简易水文地质观测，但不进行抽水试验。主要用于了解矿区地质和水文地质情况，如地层的岩性、构造、含水层数、厚度、埋深和结构等。钻进时除需采取岩芯进行观测和描述外，一般还应进行简易水文地质观测。 （二）试验孔 在各种比例尺的水文地质普查与勘探中布置，一般要进行单孔稳定流抽水试验，必要时要进行多(群)孔非稳定流抽水试验，以获取不同要求的水文地质参数，评价与计算地下水资源。主要用于抽水试验，同时
8、也可用于了解水文地质情况。为专门目的布置的水文地质试验孔，一般需要做分层观测、分层抽水，或多孔、群孔抽水试验，通常采用较大孔径。 （三）观测孔 有抽水试验观测孔和长期观测孔(简称长观孔)两种，通常只在大、中比例尺的水文地质勘探中布置。主要用于指定层段抽水试验时地下水位观测和地下水长期动态观测，同时了解水文地质条件或采取水样、岩样。在进行连通试验时，用于试剂的投放和检测。 （四）开采孔 在各种比例尺的水文地质普查与勘探中均会遇到。主要用于地下水开采或矿区地下水水位疏降。钻孔结构应满足一定的水量、水质要求。对于探采结合孔，为满足了解水文地质条件和抽水试验的需要，可采用小口径钻进取芯，然后大口径扩孔
9、成井的施工方法。 （五）探放水孔 主要用于探明掘进巷道前方一定距离内的水文地质条件，或用于矿井地下水疏降、井下水文地质试验等。探放水孔多在井下施工，也可由地面施工。利用井下钻探进行勘探，不仅针对性强、可节省钻探进尺，而且可以扩大勘探空间，增强时空效果。在各种水文地质钻孔中，勘探孔也称为一般水文地质孔，而试验孔、观测孔、开采孔和探放水孔则称为专门水文地质孔。 五、水文地质的勘测要点 在矿区水温地质勘探过程中，应将观察和勘测得到水温地质资料进行有效的记录和保存，期中应包括：探孔中地下水位的变化情况、冲洗液的损耗情况、出水的方位和出水量的大小 等内容。 （一）地下水位的勘测 在对地下水位的勘测过程中
10、，至少保证每个班次对地下水位进行测量一次。如果遇到严重出水的岩层，应该在地下水位稳定后，再进行勘测。同时要注意，当钻孔中含有泥浆时，不用对此钻孔中的地下水位进行勘测。 （二）冲洗液的损耗勘测 在钻探过程中，当探孔穿越含水岩层时，会出现冲洗液大量损耗的现象，这时，应该每隔 15 分钟就要观测一次。当冲洗液全部损耗殆尽时，应将水泵开到最大来观测冲洗液的最大损耗值，同时对钻孔的内岩心进行提取、检验，看是否存在散乱、列痕、穿孔等现象。 结论 做好水文地质钻孔的布置、结构设计和水文地质观测工作将有利于提高水文地质堪查报告的质量，为矿井水害防治和开发利用地下水提供宝贵的水文地质依据。 【参考文献】 1马兆峰矿区水文地质钻探研究J煤，201 1,20(9)：7072 2马钟路，马沈岐煤矿坑道水文地质钻探工艺J甘肃科技，2008，24(21)：134137 3文汉平工程地质勘察中的水文地质问题探讨J_科技资讯，2008。(24)：80
