煤礦水文地質(zhì)勘探問題的研究

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摘要:敘述了煤礦水文地質(zhì)的分類，分析了當(dāng)前煤礦水文地質(zhì)勘探存在的突出問題，提出了優(yōu)化煤礦水文地質(zhì)勘探問題的可行性措施。

關(guān)鍵詞:煤礦企業(yè)；水文地質(zhì)；勘探技術(shù)；問題與措施

0引言

水文地質(zhì)勘探工作在保證煤礦作業(yè)安全、提高煤礦生產(chǎn)效率方面發(fā)揮了重要作用。2016年7月，山西晉城一煤礦公司發(fā)生透水事故，當(dāng)班下井的42人中，有11人被困井下，經(jīng)過緊張的救援工作后，雖然受困人員全部解救，但由此也造成巨額的經(jīng)濟(jì)損失。事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該公司盲目進(jìn)行開采，沒有及時(shí)開展水文地質(zhì)勘探工作，導(dǎo)致地下水位升降失調(diào)，引發(fā)巖土收縮，最終釀成事故。本文首先分析了煤礦水文地質(zhì)的類型，隨后指出了現(xiàn)階段水文地質(zhì)勘探中存在的突出問題，最后結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，提出了幾點(diǎn)有針對(duì)性的改善建議。

1煤礦水文地質(zhì)的分類

1.1地下水

地下水主要分布在礦區(qū)含水層，綜合考慮含水層的自身結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、巖性組合，可將含水層的地下水分為四部分：a)散層孔隙含水層。在含水層的上表層，由于直接接觸地下水，受地下水中礦物質(zhì)和鹽類成分的腐蝕影響，使得上表層出現(xiàn)孔狀腐蝕現(xiàn)象。上表層厚度較小，經(jīng)過長期腐蝕作用，會(huì)形成許多孔隙，屬于弱含水層；b)巖溶裂隙含水層。地下水從散層孔隙中繼續(xù)向下滲漏，并在滲透過程中溶解碳酸鹽，導(dǎo)致巖溶裂隙含水層的水質(zhì)呈現(xiàn)出高度礦化；c)巖溶裂隙含水帶。該含水層的地質(zhì)較為疏松，巖層孔隙發(fā)育，能儲(chǔ)存大量礦化地下水；d)二疊系裂隙含水層。該部分地下水占據(jù)整個(gè)礦區(qū)地下水的80%以上，也是水文地質(zhì)勘探的重點(diǎn)區(qū)域[1]。

1.2斷層水

顧名思義，斷層水就是礦區(qū)地質(zhì)因外部環(huán)境因素（地震、沉降等）突然改變，破壞了原本正常的地下水流動(dòng)路徑，而在斷層部位出現(xiàn)積水。部分礦區(qū)的地質(zhì)斷層具有較強(qiáng)的隱蔽性，如果煤礦企業(yè)沒有定期進(jìn)行水文地質(zhì)勘探，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)斷層問題，就會(huì)在斷層處出現(xiàn)地下水截流現(xiàn)象，進(jìn)而給煤礦安全構(gòu)成威脅。

2當(dāng)前煤礦水文地質(zhì)勘探存在的突出問題

2.1煤礦企業(yè)對(duì)勘探工作的重要性認(rèn)識(shí)不足

a)煤炭作為不可再生資源，隨著開采時(shí)間的增加，開采難度上升，企業(yè)為了獲取更多的經(jīng)濟(jì)利潤，必然會(huì)增加開采量；b)受世界性能源危機(jī)的影響，國內(nèi)煤炭市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)日趨激烈，煤礦企業(yè)要想在激烈的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中實(shí)現(xiàn)生存和發(fā)展，也必須將有限的資源轉(zhuǎn)化為利潤。受這兩方面因素影響，許多煤礦企業(yè)都將工作重點(diǎn)放在控制成本、提高效益上，而不關(guān)注水文地質(zhì)的勘探工作。客觀來說，水文地質(zhì)勘探工作伴隨于煤礦企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的全過程，開展勘探工作，必然要在勘探設(shè)備、技術(shù)、人員等方面花費(fèi)一定量的資金，這也使得部分煤礦企業(yè)的管理人員，有意識(shí)地躲避水文地質(zhì)勘探工作。在這種情況下，雖然煤礦企業(yè)節(jié)省了資金，但所帶來的潛在危害是巨大的。

2.2地質(zhì)破壞引發(fā)的勘探問題

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦資源的合理利用，保證企業(yè)的平穩(wěn)、持續(xù)運(yùn)行，煤礦企業(yè)會(huì)定期制定勘探規(guī)劃，確定勘探任務(wù)。但部分企業(yè)盲目追求經(jīng)濟(jì)效益，超量開采問題嚴(yán)重。不僅使礦區(qū)周邊自然環(huán)境受到了破壞，引發(fā)了生態(tài)問題，而且還造成了地表沉降、基坑突涌、地下水位失調(diào)等現(xiàn)象，給礦區(qū)正常的水文地質(zhì)狀態(tài)造成了干擾。此外，由于煤礦開采的盲目性，導(dǎo)致地下水穩(wěn)的分布呈現(xiàn)出散亂和無序狀態(tài)，這也給地質(zhì)水文勘探增加了難度。

2.3勘探工作不斷面臨新壓力

隨著煤礦開采年限的增加，煤礦水文地質(zhì)問題也會(huì)越來越多，例如煤礦突水、出砂、鹽漬化等。這些問題的存在，一方面使得正常的煤礦開采工作受到了嚴(yán)重干擾，另一方面也給傳統(tǒng)的煤礦水文地質(zhì)勘探帶來了新挑戰(zhàn)。例如，當(dāng)表層煤炭開采完后，就需不斷地增加開采深度，而隨著開采深度的增加，煤礦地質(zhì)環(huán)境也會(huì)更加復(fù)雜和多樣，礦井內(nèi)部的給水、排水工作難度也相應(yīng)增加，如果煤礦企業(yè)不能及時(shí)進(jìn)行防治，就很可能引發(fā)礦井事故。因此，如何協(xié)調(diào)好煤礦水文地質(zhì)勘探和煤礦企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營之間的關(guān)系，是現(xiàn)階段煤礦企業(yè)要解決的首要問題[2]。

3優(yōu)化煤礦水文地質(zhì)勘探問題的可行性措施

3.1明確勘探范圍制定勘探原則

理論上來說，由于地下水具有流動(dòng)性，煤礦水文地質(zhì)勘探的范圍應(yīng)包括礦井及其周邊區(qū)域。但考慮到煤礦企業(yè)生產(chǎn)工作的影響，可有選擇性地劃定勘探范圍，在保證水文地質(zhì)勘探工作正常進(jìn)行的同時(shí)，不影響煤礦企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)。此外，水文地質(zhì)勘探工作對(duì)于勘探結(jié)果的精確性要求較高，加上勘探工作本身的技術(shù)性極強(qiáng)，因此在勘探工作開始之前，必須要制定詳細(xì)的勘探計(jì)劃和明確的勘探原則。例如，勘探過程中要堅(jiān)持科學(xué)性原則，嚴(yán)格按照行業(yè)準(zhǔn)則開展水文地質(zhì)勘探工作，并將所獲取的勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行如實(shí)記錄，以便于為后期進(jìn)行決策、分析提供事實(shí)依據(jù)。

3.2綜合勘探手段實(shí)行勘探結(jié)果評(píng)價(jià)

為了提高煤礦水文地質(zhì)勘探的有效性和準(zhǔn)確性，建議綜合水文地質(zhì)勘探手段進(jìn)行系統(tǒng)分析，進(jìn)而提高煤礦水文地質(zhì)勘探的水平。同時(shí)，建立與實(shí)行煤礦水文地質(zhì)勘探的結(jié)果評(píng)價(jià)，運(yùn)用現(xiàn)代化理論和技術(shù)對(duì)煤礦水文地質(zhì)勘探結(jié)果進(jìn)行公平、公正、客觀的評(píng)價(jià)，以此達(dá)到監(jiān)督的目的，促進(jìn)煤礦水文地質(zhì)勘探發(fā)揮有效的作用。近年來，國內(nèi)已有部分大型煤礦企業(yè)開始施行勘探結(jié)果評(píng)價(jià)措施，并通過主動(dòng)加強(qiáng)對(duì)外合作的方式，引進(jìn)了一套較為完善的評(píng)價(jià)體系，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果[3]。

3.3采用多樣性勘探方法和新勘探技術(shù)

a)鉆探技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)是煤礦勘探工作中常用到的一種技術(shù)方法。在實(shí)際勘探中，借助鉆探技術(shù)能準(zhǔn)確掌握地質(zhì)狀況，從而有效開展后續(xù)工作事宜。根據(jù)煤礦存在的區(qū)域不同，還可以合理選擇不同的鉆探技術(shù)，例如，在干旱地區(qū)進(jìn)行煤炭開采可借助泡沫鉆進(jìn)與空氣反循環(huán)技術(shù)，而在泥灰?guī)r層及碳酸巖層等地區(qū)，使用鉆探技術(shù)卻會(huì)導(dǎo)致意外發(fā)生，所以在這些地區(qū)勘探前還要進(jìn)行鉆孔結(jié)構(gòu)分析，加強(qiáng)該項(xiàng)技術(shù)的研究；b)3S技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是經(jīng)過整合GPS（全球定位系統(tǒng)）、RS（遙感）、GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)而成。3S技術(shù)在水文地質(zhì)勘探中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：(a)加快了勘探速率，減輕了工作壓力。以往的水文地質(zhì)勘探，往往需要勘探人員野外作業(yè)，不僅工作條件艱苦，且勘探效率較低。運(yùn)用3S技術(shù)后，可大大減輕工作壓力；(b)提高了勘探結(jié)果的精確性。3S技術(shù)借助于計(jì)算機(jī)，能實(shí)現(xiàn)勘探技術(shù)的整理、計(jì)算，保證了計(jì)算速率和勘探精度。

4結(jié)語

對(duì)于煤礦企業(yè)來說，不僅要追求市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益，而且要兼顧生態(tài)保護(hù)和作業(yè)安全。近年來因水文地質(zhì)勘探工作得不到及時(shí)開展，引發(fā)了多起礦井事故，給煤炭企業(yè)的管理人員敲響了警鐘。在今后工作中，必須要樹立管理意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，并以實(shí)際行動(dòng)保質(zhì)保量地完成水文地質(zhì)勘探工作，在確保企業(yè)生產(chǎn)和人員安全的同時(shí)，提升煤礦企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

［1］王春華，李文杰.基于GIS技術(shù)的煤礦水文地質(zhì)信息管理與水害預(yù)警系統(tǒng)［J］.中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013(7)：164-165.

［2］蔡舍銳，朱宗奎.陜北煤炭大規(guī)模開采含隔水層結(jié)構(gòu)變異及水資源動(dòng)態(tài)研究［J］.中國礦業(yè)工程，2014(21)：131-133.

［3］林魁剛，高興偉.巖溶水碳酸鈣飽和指數(shù)分析在巖溶水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用———以恩口煤礦區(qū)深部水文地質(zhì)勘探為例［J］.中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015(13)：109-111.

作者:馮文文 單位:山西省煤炭工業(yè)廳煤炭資源地質(zhì)局