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煤矿水文地质勘探现状及新的勘探技术分析史兆新

发表时间：2021/6/11 来源：《基层建设》2021年第6期作者：史兆新

[导读] 摘要：煤炭资源对国家发展有重要意义，煤矿产量也能决定工业生产的速度。煤炭主要用作燃料，广泛用于发电、冶炼等方面，为国民的生活、生产提供保障。

        黑龙江省煤田地质一〇八勘探队黑龙江鸡西 158100
        摘要：煤炭资源对国家发展有重要意义，煤矿产量也能决定工业生产的速度。煤炭主要用作燃料，广泛用于发电、冶炼等方面，为国民的生活、生产提供保障。煤炭生产是一项巨大而系统的工作，要做好各方面的统一工作，特别是前期的地质勘探工作。地质勘探工作依赖于专业工作人员和先进的勘探技术，可以使矿山专业技术人员事先熟悉周围环境，降低工作风险，促进煤炭开采工作顺利进行。本文主要分析煤矿水文地质勘探的现状和新的勘探技术分析
        关键词：煤矿；水文地质；勘探技术
        引言
        经济发展离不开能源，是我国煤矿中重要的能源之一，产量的多寡直接关系到工业生产的效率。我国发电、冶炼等行业经常使用煤炭作为燃料，保障人民的日常生产和生活。对煤矿生产行业来说，系统比较强，工作内容非常复杂，相关企业要配备专家提前到煤矿采空区进行地质勘查工作，全面掌握煤矿生产环境，降低风险，顺利开展各项工作。
        1、煤矿水文地质勘探现状
        1.1对煤矿水文地质勘探工作不够重视
        煤矿开采具有一定的风险，为了降低安全事故的发生概率，在正式开采前需要安排专业技术人员到现场开展水文地质勘探，了解煤矿开采区域的环境，这个环节需要投入一定的人力、物力和财力。因此，许多煤矿开采企业为了节约成本，增加经济收益，经常忽视水文地质勘探工作。在开展人文地质勘探工作的过程中，一些企业擅自削减勘探内容或采取形式，不能起到水文地质勘探工作的重要作用。另外，在实际勘探中，忽视了采样、测试、填图的规范性，没有体现勘探技术的优势，容易影响层次布孔的位置，无法掌握水文地质的实际种类和层次的具体位置，严重影响后期的开采质量。调查结果不准确，会对工程地基和挡土墙造成水文影响。另外，由于企业不重视煤矿水文地质勘探工作，通常不安排专业技术较强的人员担任这项工作。这样只能了解勘探时最基础的情况，难以准确掌握煤矿矿区水文地质情况，无法准确预测可能存在的风险，增大开采环节的风险，威胁相关人员的人身健康，威胁生命安全。
        1.2水文地质勘探技术应用水平总体较低
        目前我国煤矿产业与水文地质勘探技术之间的关系不太紧密，主要原因是技术应用时间较短，勘探工作容易出现断层现象。同时，由于没有及时更新探测设备和技术，探测效率很低。水文地质勘探工作要取得科学、准确的勘探结果，需要专业技术强、有丰富经验的人员进行，但大部分企业缺乏这类人才，这样很难充分发挥各勘探技术的优势，勘探技术应用水平不高。
        1.3矿山开采深度增加，水文地质更加复杂
        随着浅部煤炭资源枯竭，矿山开采深度增加，水位地质勘探工作更加困难。我国采用的水位地质勘探技术相对于西方发达国家仍有很大差距，同时在发展过程中遇到了各种新问题，增加了矿山水文地质勘探工作的难度。
        2、煤矿水文地质勘探的技术
        2.1钻孔透视勘探技术
        钻孔透视勘探技术是煤矿水文地质勘探过程中经常采用的勘探技术，该技术主要是在无线电技术支持下通过无线电在不同岩层结构中的不同透视和反射效应，勘探煤矿层中的溶洞、含水层的技术。由于无线的传播系数因介质而异，所以如果岩层中有积水，无线接收装置就会显示出电波的频率变动。

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应用钻孔透视探测技术时，对探测的岩层进行钻孔，并在两个钻孔内分别安装无线发射设备和无线接收装置，通过对接收装置接收到的无线接种传播频率、振幅等参数的定量分析判断岩层中溶洞、通道的位置，并建立相关路径
        2.2流量计测井探测技术
        流量计测井技术也是煤矿水文地质勘探的新技术，该技术主要根据岩层不同深度界面处断面的不同流量探测岩层不同深度的水层厚度、水位及岩层渗透系数，并可根据流量计测井技术准确分析判断煤矿层含水层、隔水层，包括作为煤矿在水文地质勘探过程中应用范围最广的勘探技术，流量测井技术具有数据获取方便、节约测量资源的优点，并且通过测量结果可以明确煤矿层的水文地质特性，在煤矿前期找水及后期生产过程的水灾防治方面起到了非常积极的作用但是，由于是以综合考虑可能存在的各种因素的角度对测量数据进行参数修改，因此无法利用计算机技术对测量结果数据进行参数模拟。换言之，流量计测井技术的应用需要比较丰富的水文地质勘探经验。
        2.3瞬变电磁法
        当在检测区域内铺设线框并通入步进电流时，一旦突然切断线框内的电流，线框下部就会产生感应电磁场，并逐渐向下方扩散，通过监测电磁场的能量变化情况，可以检测检测区域的水文地质。水文地质区域内的电阻率各不相同，富水性高区域内的电阻率低，相反密实的非含水区域的电阻率低，可以通过分析勘探区域的电阻率来实现水文地质的勘探。瞬变电磁法在现场应用中具有以下优点:1）瞬变电磁仪产生的电磁场具有很强的穿透能力，不受探测区内地形变形的影响，具有很高的灵敏度。2）通过分析探测到的数据丰富、样本数量多、使用专业软件探测到的数据，可以更详细地掌握探测区域内的水文地质情况，测量精度相对较高。
        2.4γ射线法
        利用不同的岩石和地质结构遇到γ射线时发生的反应有明显不同的反射线原理，勘探人员根据反射线的不同分析和判断地下水的分布情况，了解地层的地下结构，准确找到水源。γ射线法多用于寻找裂隙带、断层破碎带等地下水源的勘探工作。γ射线方法具有不受地形因素影响、适应成本低、操作简单等优点，深受煤矿水文地质勘探工作人员的欢迎。通常，煤矿区有表层土时，经常使用γ射线水勘技术。由于煤层深度直接影响辐射频率，在开展水文地质勘探中，技术人员必须全面分析矿区周围的地质环境条件，应用γ射线水勘探技术得到的含水量是一个参考依据，不能应用于科学严格的模型计算。
        2.53s技术中的应用措施
        3S技术通常是指将GPS、TS、GIS三种技术有机结合，形成一种综合技术。在煤矿井下水文地质勘探过程中，3S技术可以通过计算机数据分析和建模能力，合理分析和总结煤矿井下收集的所有水文地质信息。目前，3S技术已广泛应用于煤矿井下水文地质勘探，工作人员可以科学合理地筛选利用3S技术收集的煤矿井下水文地质数据，有助于提高水文地质勘探效率，提高勘探工作质量。
        2.6在同位素技术中的应用措施
        应用同位素技术可以获得水文地质的相关信息，原理是稳定同位素和放射性同位素在水中的标记和计时作用。另外，水文地质研究表明，利用同位素技术解决水文地质问题与其他技术相比具有较高的优势。同位素技术目前已广泛应用于煤矿井下水文地质测量工作中，但该技术需要大量的时间，因此在实际工作应用中有一定的制约。
        3结束语
        为了促进我国煤矿行业的可持续发展，必须加强水文地质勘探工作的研究，改革和创新勘探技术，合理应用各项勘探技术，才能提高勘探结果的准确性，从而为煤矿的开采和生产提供更有价值的数据同时，可以及时发现安全隐患，制定科学的预防措施，进一步保障员工的健康安全。
        参考文献
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        [3]张云霞，刘静，张云飞.论水文地质勘察的内容与勘察技术[J].中国战略新兴产业，2017，12:68-69.
        [4]李宏伟.煤矿地质勘察与安全生产[J].科技创新与应用，2018，04: 187-188.
        作者简介
        史兆新，生于1990年，本科学历，助理工程师，研究方向：地质工程。