煤矿水文地质问题及对策研究

煤矿水文地质问题及对策研究

梁侃

新汶矿业集团翟镇煤矿安监处

摘要：煤矿生产作业是一种复杂的地下开挖工程，如果事先缺乏对开挖矿区的地下水文地质情况的了解，对地下矿产资源开采中遇到的各种水患问题缺乏防范，将会对煤矿生产的安全性带来致命的威胁，造成灾难性的损失。为了趋利避害，确保水资源的保护和合理开发利用，促进矿产资源开采中各种水患问题的防范与解决，进行地质勘测就成为煤炭和其他矿产资源开采前必须进行的一项工程。地质勘探中对水文地质的勘测又是不可逾越的一部分，其目的就是要对开采区地下水文地质的分布情况及变化规律有所了解和掌握。

关键词：煤矿；水文地质；问题及对策

1 水文地质环境对煤矿的影响

1.1 水文地质环境对煤矿生产的影响

矿区现场岩石的形状结构决定着地下水的储量和地下与地表之间的水利状况，煤矿生产施工时极易产生地下蓄水、冒水和地表积水等现象，迫使矿区设备被迫在存水区作业面上施工，设备的工作效率必然下降。坑道积水还会影响巷道的正常使用，降低生产效率。在煤矿生产前，技术人员要对煤矿周边区域做好检测和调查，充分熟知本区域内实际作业情况，以减少在开采生产过程中有可能产生的不利因素，保证作业效率与生产质量。

1.2 水文地质环境对安全生产的威胁

安全生产是煤矿的首要任务，是降低成本、提升经济效益的首要环节。煤矿生产中透水和冒顶是常见而且是危害较大的安全事故，而造成透水和冒顶的原因与煤矿水文地质有极大的关系。不明开采面地下水系构成和走向，盲目开挖就会造成透水事故。矿区中遍布着的砂岩、软岩、泥质岩，如果被水浸含水量超标，就会降低岩石强度，遇震动就会引发巷道的冒顶和片帮，对矿工的人身安全造成极大威胁。在开采生产之前，必须对可能发生的非安全性事故进行彻底排查，消除一切事故隐患。

1.3 水文地质环境对煤矿安全系数的影响

煤矿生产的特殊性决定了它是安全保障性较低的工程之一，控制施工作业的最基本保证永远是安全工作。水文地质的复杂性又使之成为煤矿安全作业的最大隐患。因此，水文地质环境勘察单位要向煤矿开采团队提供详尽的安全系数测算，以使他们能够在作业前全面了解矿井的充水条件，预防水害引起的事故发生。

1.4 水文地质环境对储量测量的影响

煤矿作业区域的煤炭储量是很关键的一项技术指标，它关系到施工人员和施工设备的配备和数量等。如果因为水文地质环境造成到煤矿储量勘察测量值的失误，将会为施工方带来不必要的成本增加。

1.5 水文地质对环境稳定性的破坏

在地下水的作用下，矿区覆盖的可溶性岩石将会产生松解，转移土层的原有结构，导致矿区地面的坍塌。同时，水的强大作用力会造成矿区边坡的岩体内摩擦角和黏膜力等的破坏，削弱边坡岩石的抗剪力，导致矿区边坡滑坡等灾害性事故发生。勘查技术人员事先一定要对区域内的煤矿、煤窑的井口所处位置、开采状态、矿井积水情况和煤矿的动态性变化等进行详细勘察。

2 煤矿水文地质勘探的技术方法

2.1 运用流量测井法控制地下水量

现如今最为广泛运用的煤矿水文地质勘察技术就是流量测井法，能够在煤矿开采前对矿床内部各岩层所含有的地下水量及分布进行系统的探测，从而帮助技术人员掌握水层的具体深度及渗透情况，从而划分出含水层和隔水层，帮助后期的开采入口确定工作和开采规划制定。该方法在发展和运用上也具有一定的局限性。此方法操作技术相对简单，对工作人员的要求低，加之计算机技术的运用，可以有效制定出模拟曲线，通过模拟

曲线反应出相应的数据。由于此方法采集的水层数据较为粗略，且容易受各种因素干扰，导致产生较大的变化，影响到最终的采集数据，在一定程度上对安全有一定的影响。

2.2 运用钻孔透视仪协助勘探工作

煤矿在开采前要进行钻探工作，一方面是采集岩样，从而进行化学性分析，评估开采价值；另一方面是通过钻孔查明水位地质情况。采用透视仪协助勘探工作。透视仪的探头中具有电磁波发射感应装置，发射机发射出电磁波后，电磁波穿透岩石介质，被感应装置所接收，通过计算机数据处理，主要是运用物理原理知识，计算出岩石介质的厚度及岩层发育状态。此方法具有一定的准确性，收集到的数据更加标准、科学，对煤层赋存范围内的突水点位置可精准掌握。

2.3 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。

2.4γ射线水探勘探技术

γ射线水探勘探技术主要是利用γ射线对勘探区域进行扫描，然后根据扫描的横向分布情况对含水层的位置、含水量等进行判断，以此为基础对煤矿层基岩断裂层的技术性风险进行判断，以此来达到煤矿水文地质勘探的目的。γ射线水探勘探技术的原理主要是根据岩层中断裂带的构造对含水量进行测算的，作为一种间接性水探勘探技术，γ射线水探勘探技术主要应用在表层土覆盖地段的水文地质勘探中，由于煤矿层的深度会对射线的频率产生直接的影响，因此在水文地质勘探过程中应当对周围的地质环境条件进行综合考虑，通过γ射线水探勘探技术获得的含水量探勘结果只能作为参考依据，而不能应用在科学严谨的模型计算中。γ射线水探勘探技术在我国煤矿水文地质勘探工作中的应用时间是比较久的，并且作为一种辅助性勘探技术在煤矿水文地质勘探工作中发挥了重要的作用，在实际应用过程中，γ射线水探勘探技术主要应用在寻找破碎底层、勘探裂缝地层发育水，并且具有设备接单、准确性受外界影响小的优势。

3 结语

总而言之，对于当前阶段的煤矿工程而言，现有的煤矿水资源已经不能再满足开采要求了，且现有煤矿水文的地质问题也越来越严重了。想要提高煤矿工程的产量和煤矿的质量，必须要将水文质量改善工作重视起来。首先，要解决水文地质的环境问题，确定水资源没有受到污染，其次，还要做好勘测技术的改进工作，让勘测技术既能符合煤矿水文地质的要求，又能符合社会的发展。

参考文献：

[1]李大鹏.浅谈煤矿水文地质问题及勘探技术方法[J].建筑工程技术与设计，2017（33）：85.

[2]李曼乔.浅谈煤矿水文地质问题及勘探技术方法[J].能源与节能，2017（9）：174‐175.

[3]马殷仓.煤矿水文地质勘探现状及新的勘探技术探析[J].科技资讯，2016（36）：88‐89.