1、探讨煤矿水文地质工程中存在的问题及勘探技术方法分析摘 要：本文对煤矿的水文地质进行了介绍，并且对煤矿的水文地质所存在的问题进行了分析。同时，针对煤矿的水文地质的勘探，进行了研究，对特殊的煤矿类型的勘探方法，进行了勘探技术和勘探手段的讨论。 关键词：煤矿水文地质；问题；勘探方法； 中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号： 一、煤矿水文地质 1.1 水文来源类型 水文的类型可划分为三种：地下水、地表水以及断层水。第一，地下水，根据煤矿水文的岩性组合、特征以及水力的性质等诸多因素，将矿区内各含水层分成散层孔隙的含水层、岩溶裂隙的含水层、岩溶裂隙的含水带、二叠系裂隙的含水层、二叠系统岩溶水
2、强的含水带。散层孔隙的含水层，主要由残积以及坡积物组成，其岩性主要是黄色和黄褐色的粘土砂土、砂粘土以及碎石土等。因为厚度不大，其富水性弱，是弱含水层。岩溶裂隙的含水层，上覆和下伏的地层间岩性，都逐渐变化着，没有明显的标志，一般厚约 170m 左右。这种水文地质以裂隙的含水为主要来源，含水性比较弱，水质属于低矿化的重度碳酸盐钙水。岩溶裂隙的含水带，是薄层硅质层、厚层和中厚层状的燧石灰岩，一般厚度约为33m。钻孔中的岩溶裂隙普遍发育，多数半填充状，常见的有蜂窝状和海绵状的溶蚀小孔，具有明显水蚀痕迹，水位和上部地层有着明显的变化，漏水和消耗量很大。二叠系裂隙的含水层，岩性是砂质泥岩和泥质粉砂岩、岩浆
3、、煤、石灰岩，一般组厚度 251m。该层是基岩裂隙的含水层，富水性也弱，是弱含水层。二叠系统岩的溶水强含水带，岩性是玄武岩，顶部多呈深灰色和浅灰绿色凝灰岩，厚度在 40m 左右，内含基岩的裂隙水。下段为凝灰岩，没发现有涌漏现象。该组地层的富水性弱，是弱含水层。第二，地表水，由降雨、灌溉、植被，江河湖泊的涌入带来，在深层的煤矿中，地表水带来的水量补给并不占多数，甚至很少。所以，并不做主要研究。第三，断层水，有的矿区内断层较少，分为地面可以被查明的以及未出露地层表面的盲小的断层。由于有这些断层存在，对煤矿地下水的补给、流向以及排泄都有一定的影响，由地面调查以及部分的钻孔资料，隔水、断层。 1.2
4、充水的因素分析 第一，充水水源，充水水源主要分为直接性充水水源以及间接性充水水源。直接性充水水源，为风化，构造的裂隙水，间接性充水水源，为基岩的裂隙水，茅口岩的溶水。第二，充水通道，通过地质的钻探资料，煤矿区内基岩的节理、裂隙比较发育，这些都是连通的含水地层以及煤层的天然性通道。在未来煤矿开采的过程中，由于煤层的大面积开采，必定将会引起大量的采矿的裂隙会出现，这些人工的裂隙，将会是沟通含水地层以及煤层的良好通道。第三，充水机理，煤层的顶板砂泥岩的裂隙，其充水机理在重力的作用下，沿岩石的原生节理、采动裂隙、裂隙、导水断层一系列的充水通道，以滴水或者淋水的形式不断进入巷道，煤层开采，受到顶板含水层
5、的影响较小。第四，在开采条件以后，水文地质的问题预测。开采的过程中，因为煤层的大面积开采，必定将引起采矿的裂隙出现，裂隙的出现，有可能成为导致地下水改向的重要因素，煤矿的隐伏断层不断发育，断层带的力学性质比较弱，较容易受到采动的影响，从而发生应力的变化，从而形成地下水的通道。煤矿产区内主要含有煤地层，为弱性含水层，在煤矿床的开采中，对此段岩的溶裂隙水，影响较小。 二、水文地质煤矿的勘探方法 2.1 煤矿勘探方法的选择 对于这些不同的勘探方法，我选择了瞬变电磁法，中心回线的装置使用瞬变电磁法（TEM）是一类在没有产生一次场背的情况下，进行观测、研究二次场的时间域的电磁感应的方法。这种方法以装置的
6、轻便，受旁测的影响小和高工效、低成本等诸多特点，被广泛的应用在油气勘探、工程物探、煤田地质的勘探、地下水和地热勘探、考古、地质的构造研究、环境灾害、地质调查诸多领域。 2.2 煤矿勘探技术的介绍 这种方法的探测原理，是在发送回线的上面供应电流的脉冲方波，在一般情况下，利用产生方波后沿的下降瞬间，产生一个朝向地下传播，而一次磁场由一次场的激励，地质体将会产生一个涡流，大小取决地质体导电的程度。一次场消失之后，该涡流并不能马上消失，将有一个过渡的过程，且这个过程是衰减的。过渡过程，又会产生衰减二次磁场来向地表不断传播，由地面上的接收线圈，接收到二次磁场的信号，该信号与地下地质结构本身的电特性，有着
7、密切的关系。如果按照不同延迟时间，测量二次的感生电动势，就会得到二次场，随时间衰减产生特性曲线，由发送电流，把他们归一化以后，成为伏安特性曲线。通过对瞬变场，随时间变化而变化规律的研究，可用来勘探地质体的分布情况。野外进行资料采集的时候，使用中心线框装置，记录点和测点重合，能够使得体积效应，减至最小。由于工效等实际需求，勘探工程的中心探头，可在发射线框的中心，甚至是区域内进行接收，理论上可近似认为，发射线框的中心为均匀场。 2.3 地下水化学及同位素研究 地下水化学是研究煤矿水文地质学的科学基础,与人类生活的自然环境有着密切的关系,对生态平衡起着至关重要的作用,随着我国在检测技术方面的发展,同位素的应用和研究在研究水文地质学领域起到了越来越广泛的应用,也成为了水文地球化学中有效的手段。同位素方法不仅可以分析地下水形成的原因,分析其起源、埋藏、质与量之间的变化等其他形成地下水的因素,通过数据分析与对比判定目前地下水的种补给来源的比例、补给来源、补给区位置高度、补给强度的高低、测定地下水年龄、补给区位置高度以及地下水的流向和流速等实际应用问题。 参考文献 1程裕淇中国区域地质概论M北京：地质出版社，1994：6265 2韩广德中国煤炭工业钻探工程学M北京：煤炭工业出版社，2000：3435
