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煤矿水文地质论文

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1煤矿开采水文地质问题介绍

1.1水文来源类型

1.1.1地表水与断层水

煤矿所处位置一般在地面之下,所以在其上方往往会覆盖一层地表水,它主要来源于雨水、河水及植被根部所储藏的水分,但其含水量没有想象中丰富,所以单靠地表水作为水的补给来源是不够的。煤矿开采中会出现一些断层,这些断层中就含有水,我们称之为断层水。断层水会改变地下水的流向和排泄方向,所以在开采煤矿前就要弄清断层水的分布情况,可采用打孔勘探的方式来调查水文地质情况。

1.1.2地下水

在煤矿区域施工的人员会首先分析岩层特点和水的分布性质,然后依据这些性质的不同将矿区水层分为含水层和含水带2个类型。在含水层中有种被称为弱含水层的水层类型,因其分布较散,由碎石和砂粘土组成,含水层厚度比较小,所以其保水能力较弱。而煤矿区里的含水带则主要含有燧石灰岩与硅质层,含水带的厚度大约在33m,其岩石结构上的裂缝形状展开来看则近似蜂窝状,由此可看出它被水侵蚀得比较严重,水会通过这些裂缝流出从而使得岩层流失大量水分。由此可见,岩石结构裂缝含水带中水的含量是处在不断变化中的。

1.2矿区水文地质问题

1.2.1矿区的水资源不够丰富

由于地理原因,中国的水资源和煤矿资源分布不均,甚至有些地区这两种资源的分布是不一致的。如,北方地区的煤矿资源含量占到90%,但是含水量却只有30%,不到煤矿资源的一半。且据调查显示,中国一些地区矿区使用的水量最低应在296m3,但其实际用水却只有这个数字的一半。总而言之,中国的矿区水资源严重缺乏,再加上地理条件限制,其用水标准远远低于煤矿生产最低标准。

1.2.2中国的地质环境复杂多变

矿井地质条件在很大程度上受水患影响。据统计,中国大约有1/3的煤矿区域水文地质条件复杂多变,很多地区的煤矿都受到水患侵蚀。而近几年来,中国大力开发矿产资源,水患影响就更加明显了,严重制约了矿区生产发展。如,中国华北地区,在矿区水文地质条件的勘探中,发现其承压水中的煤矿资源大约有160×108t,且其底部岩石的水侵蚀情况比较复杂,所以想在矿区进行矿物开采还存在相当大的困难。

1.3矿区环境污染

煤矿在进行开采的过程中会用一系列化学物品对开采出来的矿物进行处理,而处理后的残留物质则会用水清洗掉,从而带来水污染问题。这就需要矿区对废水进行净化,以免这些污水对周围居民的身体健康造成危害。随意排放污水不仅对人体有害,而且也会对矿区下的地质环境及地下水位的分布造成不利影响。随意排放污水也有可能造成矿区干旱的严重后果,它会使含水层里的水分迅速排光,然后使矿区出现坍塌。由此可见,如果没有正确排放废水,就会对矿区的生产生活造成严重影响,对采矿业的发展也大为不利。

2煤矿生产中的解决方案

2.1合理利用勘探技术

2.1.1勘探人员在进行矿区勘探时首先进行钻探

这种技术能帮助勘探人员更准确地了解矿区下的地质环境,是最常用的勘探技术之一。在使用勘探技术时会首先观察当地地质条件,如,施工人员使用泡沫钻井与空气反循环技术来勘探处在干旱地区的煤矿,需先要用钻探来了解清楚当地地质环境。与此同时,我们也要加强勘探技术的研究。

2.1.2物探技术

除了上面所提到的勘探技术,勘探人员也会用到物探技术。该技术充分利用了三维地震法与电磁法的结合使用,大大减少了勘探人员在进行煤矿勘探时出现的误差。

2.1.33S技术

这项技术是将GPS、RS、GIS这三种技术结合而产生的,该技术在勘探时会使用到计算机,借助计算机的成像技术和分析能力来处理收集到的地质信息。该技术在勘探工作中使用得也很频繁。借助这种技术,勘探人员在收集数据时会略去一些无用信息,而又因其分析能力强大所以能节约许多时间。综上所述,3S技术对提高勘探人员的工作效率有着明显作用,为勘探技术发展做出了重要贡献。

2.1.4同位素技术

在勘探过程中也常常使用同位素勘探技术,但这种技术所需要时间却很长。相较于以上几种方法,这项技术探测到的地下水信息更加精确。

2.2合理的工作方法

2.2.1流量测井法

勘探人员在使用这种方法时,得到勘探信息所用时间较短。它主要在钻孔到一定阶段时,测量钻孔横截面纵向水的流量信息。所以在钻孔出现了纵向流动水时,这种技术可用来分辨含水层和隔水层的区别,且可迅速分析出岩层位置等各种参数。用这种方法来勘探具有便利、稳定等优点,所以该方法也被大量运用到实际煤矿勘探中。

2.2.2λ射线方法

这种方法主要用来寻找矿区水源。当不同的岩石受到λ射线照射时会出现不同反映,利用这个特性,勘探人员能精确了解到地下水的分布状况,进而找到充足的地下水源。而且使用该方法所用器材比较少,操作难度不高,不受地形限制,能极大节约勘探资金,所以勘探人员最喜欢使用该方法来进行探测。这种勘探技术被广泛运用在裂隙带、断层破碎带等地带来寻找地下水源。

3结语

煤矿要想进行生产必须进行勘探工作,可用上述4种方法来勘探煤矿地质情况。针对不同水文地质情况来使用不同勘探技术对勘探人员的勘探效率和精确度都有极大提高,这能保证以后煤矿生产的顺利开展。中国的经济发展离不开煤矿的生产活动,所以我们需投入精力去了解矿区的水文地质情况,积极探讨勘探过程中所出现问题的解决方法,从而保证煤矿生产顺利进行。

作者:张美萍单位:山西省煤炭工业厅煤炭资源地质局

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