煤矿水文地质条件分析思考【论文】

煤矿水文地质条件分析思考
摘要：从概述煤矿水文地质条件分析出发，探讨煤矿水文地质条件探查技术，探讨各种煤矿水文地质条件勘查的目的和任务，以期为相关理论研究和实践工作提供一定借鉴。

关键词：煤矿；水文地质条件；分析
0引言
随着社会经济发展进步，煤矿安全逐渐成为人们越来越关注的焦点问题，而水安全又是其中的重点问题。

通过相关报道不难发现，煤矿水安全事故频发。

2015年1月，安徽省淮北一煤矿发生突水，造成7人死亡；2015年4月，山西大同姜家湾煤矿发生透水事故，造成21人死亡；同月，黑龙江七台河市一煤矿发生透水事故，造成6人死亡；2015年6月，福建三明市一煤矿发生透水事故，造成3人死亡；同月，湖北恩施州一煤矿发生透水事故，造成3人死亡。

仅仅2015年一年，就发生了多起煤矿水安全事故。

而导致煤矿水安全事故频发的一个主要原因就是水文地质条件分析不当。

在这个背景下，研究煤矿水文地质条件分析的诸多问题，具有重要的现实意义。

1煤矿水文地质条件分析概述
在对特定煤矿的水文地质条件进行分析时，应该根据具体情况，从自然地理环境中的气候、地层特征等方面入手，具体包括地表水、地下水、各地下水含水岩层分布情况、充水水源、充水通道在内的井内充水因素等。

在充水水源中，可以具体细分为大气降水、地表水和地下水三个方面，充水通道也可以通过冒落、导水裂隙、充水强度等方面着手分析。

在针对不同的待分析水文地质环境时，需要采用不同的煤矿水文地质条件分析方法。

2煤矿水文地质条件探查技术
2.1煤矿水文地质条件勘查方法
为了实现不同煤矿水文地质条件的综合勘查，提升防治水方案的制定水平，为矿井涌水量开展科学合理的预测提供基础，可以综合运用以下几种探查方法：GIS遥感平台下的探查、水文地质钻探、水文地质试验、水文地质物探及建立水文地质观测网、水文地质调查、水文地球化学研究等[1]。

2.2煤矿水文地质条件的补勘情况
如果待分析的煤矿井田面积过大，那么在其基础上实现大范围物探的工作量也会非常巨大。

从中国目前煤矿水文地质条件分析实践来看，在对大面积范围内古河道及古冲沟进行探查时，尚未探究出有效、经济的探查方法。

因此，在对于井田面积较大的煤矿水文地质条件进行分析时，需要采取一定的补勘措施。

GIS平台下的遥感水文地质条件调查是一种较为常用的补勘手段，主要工作原理是首先圈定可疑富水区域和古河道区域，重点运用地面电法的验证手段，在可疑富水区域及重点划分区域进行着重勘查。

运用煤矿水文地质钻探的方式进行可疑地段水文地质资料的获取。

在进行此方案的运用过程中，煤矿水文地质条件的补勘进度能够得到进一步加快，物探及钻探工作的负担和工程强度能够在短期内提升，降低补勘成本。

3煤矿水文地质条件勘查的目的和任务
3.1GIS平台下的遥感探查
为了实现待分析区域内完整的水文地质单元的获取，可以采用遥感探查的方式。

重点勘查区域内地下水的补水、迳
水及排水情况，是遥感勘查的关键。

在此基础上，对待分析区域内的水文地质测绘面积进行重点圈定，并且查明矿床疏干内可能施加影响的范围和补给边界情况。

除此之外，矿床充水因素及矿区内的水文地质边界情况等都需要勘查清楚。

采用遥感探查的方式具有一定优点，其中最为突出的优点就是可以进行非接触、远距离探测，这样不仅可以大大降低探查人员的工作量，同时还可以提高探测结果的准确性。

但在实际应用过程中，遥感探查还具有一定局限性，这主要是因为遥感技术可以使用的电磁波是有限的，无法对一些水文特征进行准确反映。

3.2水文地质钻探
为了获取最直观的水文地质资料，需要利用水文地质钻探的手段。

针对勘探孔、水位观测孔、抽水试验孔等进行施工，是水文地质钻探的重要内容。

开展水文地质钻探的任务主要包括对钻孔的编录进行详细描述，以获取各种地质水文资料。

地质水文资料主要包括含水层水位、沙层厚度、潜水含水层厚度、正常基岩顶界面、基岩厚度等，除此之外，还包括含水层和隔水层的岩性、裂隙的发育程度和富水程度等。

为了给矿井涌水量的评价和实施提供更为丰富的水文地质资料，提升疏降水开采的可行性，可以通过钻探勘查来对
第四系含水层和侏罗系直罗组和含水层进行水文地质情况的勘测，从含水层的厚度、空间展布和富水性等方面入手[2]。

与此同时，为了提供更多的地质水文资料，实现第四系松散层潜水和地表水体的更有效防治，需要对第四系与基岩风化带之间的红土隔水层进行勘测，勘测内容包括厚度、分布情况、稳定性、阻水能力等。

对于富水异常的区域进行验证遥感的检测和物探圈定的勘测，也是行之有效的方法。

水位地质钻探钻孔直径比较大，对水文地质可以进行全面探查。

但水文地质钻探的工艺比较复杂，在应用过程中需要使用到大型钻孔设备。

3.3水文地质物探水文地质物探工作主要任务包括以下几点：
a)查明和圈定富水范围；
b)测定含水层厚度；
c)为富水程度进行定性和定量；
d)勘查松散层厚度和基岩顶面起伏形态，明确其分布范围。

在开展水文地质物探过程中，需要尽可能采用分辨率较高的高密度电阻率勘测方法，实现富水区域内分布范围的探测和最终确定。

在进行水文地质勘测方法的选定时，需要综合分析各种检测方法的优劣，选用适宜的方式。

水文地质物探的分辨率比较高，使用比较方便，但使用成本比较高，探查结果准确度不高。

3.4含水层放水试验开展
放水试验的主要目的是建立水文地质数值模型，然后在此基础上进行参数反演。

渗透系数、给水度等不同地段的水文地质参数都能够获取。

在此基础上，进行正演计算，预计矿井涌水量，开展预疏放孔的优化布置工作。

在分析煤矿水文地质条件时，需要分析煤矿的主要充水水源，准确判断出主要充水水源类型。

如果矿井的主要充水水源存在于侏罗系直罗组砂岩含水层，第四系松散层含水层次之，那么就可以确定开展放水试验的防水层为侏罗系直罗组砂岩含水层。

在进行放水试验过后，需要实时监测直罗组砂岩含水层及第四系松散含水层的水位。

在开展放水试验的基础上，能够获取直罗组砂岩含水层的补给量等信息，对第四系潜水的补给位置进行进一步圈定[3]。

在利用水文地质试验的基础上，进行
含水层水文地质参数确定及明确含水层富水性，能够获取不同含水层之间水力联系信息，实现矿井涌水量的准确评价，其中包括不同盘区及工作面的涌水量信息。

含水层放水试验一般是在进行扩建矿井或矿井疏排设计补充勘探时使用，探查结果比较可靠，但一般只能在矿坑中使用。

3.5水文地球化学研
究在水文地球化学研究中，主要包含三方面研究内容，即水化学成分的分析和研究、同位素组成的分析研究和示踪试验的化学研究。

开展水文地球化学研究的目的和任务包括以下内容：
a)进一步查明地下水的补给、径流和排泄条件等，从本质上来说，地下水是一种能够很大程度上反映地下水环境状况的溶液，对其进行分析能够对其它水文地质条件进行协助分析；
b)判别煤矿井突水水源，并且在此基础上实现矿井防治水措施的制定。

在开展突水水源判别工作时，关键程序在于各个含水层地下水特征组份的寻找；
c)勘测查明第四系含水层和直罗组含水层之间的水力联系，在此基础上查明地表水和含水层之间水力联系。

水文地球化学研究比较重视对地下水所处的介质环境进行研究，但在水文地质条件方面的应用还处于初级阶段，还有很大的提升空间。

3.6建立地下水长期观测网
在对水文地质孔进行施工的基础上，建立井田地下水长期观测系统，能够为实时动态资料的采集奠定基础，以上资料是对地下水系统中分布和影响规律进行查明和探究的基础，也能够为矿井内部的防治水方法探究提供充分的资料和依据。

在进行地下水长期观测网络的建立时，主要内容包括以下几点：
a)了解不同含水层或同一含水层但区段不同水位变化情况，确定井田范围内地下水流场；
b)动态观测丰水期和枯水期的地下水位，分析对地下水位产生影响的主要因素，明确地下水位动态变化与其它因素之间的关系，包括降水、矿井疏排水、地表水体等；
c)有效控制激发流场的分布情况，获取井田或采区内部地下水径流分布情况；
d)对含水层地下水位进行加密观测，能够在井下突水发生时确定其水源和途径，及时实施补救措施。

该种方法可以长期监测水文地质情况，获取实时监测数据；缺点是建设成本比较高。

4结语
在进行煤矿水文地质条件分析过程中，应根据煤矿实际情况，选择合理的探查方法，这样才能确保探查结果的准确性。

无论如何，针对煤矿水文地质条件的相关问题开展更深入的探讨具有重要的价值。

参考文献：
［1］王力.三交河煤矿水文地质条件及矿井充水因素分析［J］.煤炭技术，2012，31(11)：65-67.。