礦區(qū)水文地質(zhì)勘探

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，對能源產(chǎn)業(yè)的需求越來越大，采礦事業(yè)發(fā)展的越來越迅速，而礦難事故在近幾年發(fā)生的頻率與日俱增，主要的發(fā)生原因是在建立礦區(qū)的時候沒有對水文地質(zhì)環(huán)境進行詳細的考察，對其中存在的安全隱患沒有進行及時有效地排除。本文通過對礦區(qū)的水文地質(zhì)勘探中存在的問題進行分析，提出解決這些問題的方法和途徑，從而最大程度地降低發(fā)生礦難的頻率，保障礦區(qū)工人的生命健康與安全。 　 　　

隨著我國經(jīng)濟水平的提高和資源開采需求的不斷增加，我國礦區(qū)建設(shè)規(guī)模和數(shù)量都大幅度地增長，然而礦主而并不注重對礦區(qū)水文地質(zhì)進行詳細地專業(yè)性地勘探，使用的地質(zhì)勘探手段也具有一定的弊端，這就影響了勘探的效果，對礦區(qū)的建設(shè)規(guī)劃具有很強的盲目性，很容易發(fā)生礦難事故，因此，必須要采取措施加以完善。

一、傳統(tǒng)礦區(qū)水文地質(zhì)勘探存在的問題 　　

傳統(tǒng)上礦主在對礦區(qū)的自然和人文環(huán)境進行了解的時候，更多注重的是對煤炭資源的分布和走向等內(nèi)容的了解，即使做了礦區(qū)水文地質(zhì)勘探的報告，也僅僅浮于表面，不夠詳細和深入，其更多地是根據(jù)自身的經(jīng)驗對礦區(qū)的相關(guān)情況進行分析和評價，并沒有進行實際的具體勘驗。 　　
而在一些水文地質(zhì)勘探方法的選擇上也存在著很大的局限性。礦井一般受巖溶的承壓水的限制比較多，底部水流突出是常見的現(xiàn)象，其是由于多方面原因造成的，巖溶裂開的縫隙中的水文結(jié)構(gòu)的發(fā)展和變化是影響底部水流突出的最為關(guān)鍵性的因素；隔開水與空氣的層面和巖石的性質(zhì)和特點影響底部水流突出的多少；在礦區(qū)采礦過程中，可能造成底部有損害，這可能會造成底部有水滲入；礦區(qū)巖土本身的結(jié)構(gòu)和巖土之間的縫隙的發(fā)展和變化會影響水流的大?。凰鞯膲毫偷V巖的壓力及其相互之間的作用對底部水流突出的影響非常大，因此，傳統(tǒng)上進行水文地質(zhì)勘探一般都要對巖溶裂開的縫隙中的水文結(jié)構(gòu)的發(fā)展和變化的規(guī)則、隔開水與空氣的層面和巖石的性質(zhì)和特點、礦區(qū)巖土本身的結(jié)構(gòu)和巖土之間的縫隙的發(fā)展和變化以及包含水流的那一層面的變化和發(fā)展的規(guī)則等。 　　
采用這種傳統(tǒng)的水文地質(zhì)勘探方法，只能在一次使用一種勘探方式的時候查明一種造成水流突出的原因，例如，使用從地面鉆洞進行探測、將水流抽出或者注入等方式，這樣只能探測出地表以下某一區(qū)域的巖層的發(fā)展和變化的情況以及聚集的水流的情況，如圖一為某區(qū)域巖層表面覆蓋圖，反映了該礦區(qū)某區(qū)域的巖層自然分級。 　　
然而對于更大范圍的地表以下的情況則無法進行探測，而且，由于造成礦區(qū)底部水流突出的現(xiàn)象的原因有很多種，因此，不可能運用統(tǒng)一的水文地質(zhì)勘探方法進行探測，而且各個地區(qū)的底部水流突出的現(xiàn)象可能因為各方面因素的變化而具有不同的表現(xiàn)形態(tài)，例如，如果是在斷裂的層面出現(xiàn)底部水流突出的現(xiàn)象，那么巖溶的組成和構(gòu)造的原因起主要的作用，而底部出現(xiàn)水流突出的現(xiàn)象造成很大的破壞性影響則很有可能因為人們在礦區(qū)進行采礦的時候改變了壓力而造成的。 　
對于礦區(qū)水文地質(zhì)的勘探需要對灰?guī)r的含有水分的層面和隔開空氣和水流的層面進行有效地劃分，對二者的厚度和層面的數(shù)量都要進行探明，這是具有非常重要的意義的。一方面，對灰?guī)r的含有水分的層面和隔開空氣和水流的層面進行有效地劃分，才能查明含有水分的層面的具體數(shù)量，在進行地質(zhì)測算的時候，要先對從鉆孔中可以抽出的水分的數(shù)量和含有水分的層面的厚度進行測算，然后將得出的具體數(shù)值代入到固定的公式之中，從而可以得出一個系數(shù)，再利用這個系數(shù)的數(shù)值來計算出可以從礦井中涌出的水分的含量，從而得出科學(xué)有效地勘探結(jié)果；另外，通過含有水分的層面中的變化和發(fā)展規(guī)律可以為整治水文環(huán)境提供科學(xué)的依據(jù)，可以根據(jù)具體的變化規(guī)律選擇采取“堵塞”或者“疏導(dǎo)”方式進行水文治理，這就需要對灰?guī)r的垂直層面上所含有的水分的變化規(guī)則進行詳細的查明和總結(jié)，得出規(guī)律性結(jié)論。但是能夠精確測量二者的厚度和層面的數(shù)量是非常復(fù)雜，面臨著很多的困難，因此，在傳統(tǒng)的水文地質(zhì)勘探中，在灰?guī)r的垂直層面上常表現(xiàn)為籠統(tǒng)的認(rèn)為越接近表面的層面含有的水分越充分，不能適應(yīng)礦區(qū)復(fù)雜的水文地質(zhì)條件。 　

二、解決礦區(qū)水文地質(zhì)勘探存在問題的方法 　　

（一）采用多個方式結(jié)合的方法進行礦區(qū)水文地質(zhì)勘探 　　
若想有效地防范底部水流突出的現(xiàn)象，必須要對引起底部水流突出現(xiàn)象的原因進行全面的觀察和探測，針對其中可能存在的問題進行有效地有針對性地防治，可以采用多個方式結(jié)合的方法進行礦區(qū)水文地質(zhì)勘探，在進行采礦區(qū)的規(guī)劃和設(shè)計之前，可以運用同探測地面發(fā)生地震的方式，對采礦區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)和斷裂的層面發(fā)展和變化的情況進行探明，對煤層中存在的煤炭資源的情況和底部的平坦和高低起伏的情況進行研究，并對影響采礦的含有水流的層面的情況結(jié)合具體的礦區(qū)的情況進行分析，從而能夠科學(xué)合理的采取防止發(fā)生水流突出現(xiàn)象的舉措，從而能夠提高對采礦區(qū)進行規(guī)劃和設(shè)計的準(zhǔn)確性和實用性?！　?br>當(dāng)然，在這一階段還需要對一些水文地質(zhì)中小型的結(jié)構(gòu)進行分析和探究，小型的結(jié)構(gòu)主要有最高和最低的地方相差五米左右的斷裂的層面、陷入并落實的柱體以及采礦的空間布局等狀況，這些都要在進行采礦區(qū)的規(guī)劃和設(shè)計之前，就要進行布局?，F(xiàn)在已經(jīng)可以采用很多先進的勘探方式進行布局，并且在地面上對物體進行勘探的方式比將其深入到礦井中對物體進行勘探的方式實施起來要方便許多，而且能夠在較短的時間內(nèi)取得很好的效果，但是，在地面上對物體進行勘探的方式受到地表狀況的影響比較大。礦區(qū)可能會發(fā)生在一定的地域和一定的時間發(fā)生不具有規(guī)律性的波動現(xiàn)象，其波動的原因可能是由于地球表面的原因，也可能是由于地表以下的原因，甚至海底、河流底部的原因，這時候就可以采用對微小的波動進行深入探測的方法來進行原因的分析，從而及時尋求有效地解決途徑的。如圖二為水文地質(zhì)勘探剖面圖 　　
若想要探明采礦區(qū)礦井以下含有水分的情況，就需要考慮到礦井周邊的自然環(huán)境和人文環(huán)境的狀況，例如在采礦區(qū)可以疏導(dǎo)水分的結(jié)構(gòu)、隔開空氣和水分的層面的情況，再進行一定程度的鉆探，從而更好地進行疏導(dǎo)水分降低礦井中的壓力等水文整治工作。 　　
現(xiàn)今一般采用的地質(zhì)勘探的方法都要依據(jù)地球表面的物理性質(zhì)，采用一些較為基本的勘探方法同時進行。運用電子計算機技術(shù)可以對礦區(qū)水文地質(zhì)勘探予以實時的動態(tài)監(jiān)控，其不僅可以實時對煤炭層面的可以開采的地質(zhì)情況進行分析，還可以對礦區(qū)工作范圍內(nèi)的水文地質(zhì)條件進行提前的預(yù)測。如果要搭配著使用瞬間改變電力磁場、通過監(jiān)測地震的三維形式對可能出現(xiàn)的情況進行預(yù)測、深入到礦井中對物體進行勘探、在地面上對物體進行勘探等一系列技術(shù)，可以對采礦區(qū)的斷裂的層面進行很好地定位、對富含煤炭的層面的深度進行測算、對巖溶的斷裂的縫隙的發(fā)展情況和隔開空氣和水源的層面進行分析，將通過以上的技術(shù)獲得的信息和數(shù)據(jù)進行匯總，形成一個有著完整體系的系統(tǒng)，通過分析以后形成一個測算的結(jié)果，從而使水文地質(zhì)的信息和數(shù)據(jù)可以更具有操作性，從而使礦區(qū)工作人員可以對礦區(qū)的水文地質(zhì)條件和情況有著詳細的了解，并根據(jù)具體情況對哦礦區(qū)的資源開采工作進行科學(xué)合理的調(diào)節(jié)和控制，靈活機動地處理可能需要面對地人為或者自然的各種情況。 　　
礦區(qū)的開采工作深受礦區(qū)水文地質(zhì)復(fù)雜情況的影響，只靠一種勘探方法很難排除礦區(qū)周圍地質(zhì)條件復(fù)雜、斷裂的層面發(fā)展和變化等因素的影響，也很難很好地運用煤炭層面的結(jié)構(gòu)變化和發(fā)展規(guī)則，采用多個方式結(jié)合的方法進行礦區(qū)水文地質(zhì)勘探，可以取得很好的勘探效果，保證了礦井的有效率地生產(chǎn)的進行和礦區(qū)工作人員的生命健康和安全。 　　
（二）采用分段壓水試驗 　　
要想明確灰?guī)r垂直層面上含有水分的規(guī)律，傳統(tǒng)上人們會運用簡單的抽取水分的試驗或者采用電力進行測算的方法，但仍然不能夠得出很有效的結(jié)論，這主要是因為使用的測算方法不夠科學(xué)合理，例如對于巖溶的斷裂的縫隙的研究，只能夠?qū)嗔训目p隙的變化和發(fā)展進行性質(zhì)上的界定，但是對于一些容易變化地域的情況的研究，則容易忽視，對得到的數(shù)據(jù)和信息不夠完整，使用的方法也很難得到全面科學(xué)的答案。 　　
分段壓水試驗對于明確灰?guī)r垂直層面上含有水分的規(guī)律具有很好的效果。分段壓水試驗在比較堅固的礦巖中使用比較有效，具體做法是先使用強大的壓力將水流注入鉆孔之中，然后通過觀察礦巖對注入的水流的吸收程度，運用一定的公式，就可以獲知礦區(qū)下方水文地質(zhì)情況，如果觀察到礦巖對注入的水流的吸收程度比較好的情況，就可以判定裂開的縫隙的發(fā)展的比較好，變化程度比較?。幌喾?，如果觀察到礦巖對注入的水流的吸收程度比較差的情況，就可以判定裂開的縫隙的發(fā)展不夠好，變化程度比較大。 　　
分段壓水試驗一般會運用一個阻斷水流的設(shè)備，從而達到對鉆孔的不同層級進行分開的目的，這樣不僅可以獲知在垂直形態(tài)上礦巖裂開的縫隙的情況，還可以了解不同的層級對水流的吸收程度，在進行壓水的過程中，壓水的下方可以達到鉆孔的底部，而上端是可以安放阻斷水流的塞子的地方，上端與下端的間距一般要根據(jù)巖溶裂開的縫隙的大小來確定，阻斷水流的設(shè)備一般要在相同的半徑上進行阻斷，這就可以提高阻斷水流的效果。 　　
同時，采用在井下進行水流速度測算的儀器，也可以有效得到灰?guī)r垂直層面上含有水分的規(guī)律，在對鉆頭所鉆的孔隙進行固定時間固定流量抽取水分的時候，可以通過拍照或者儀器測量等方式測算不同層級上不同的流速，也可以達到很好的效果。 　　
（三）保證人員素質(zhì) 　　
然，在進行礦區(qū)水文地質(zhì)勘探的過程中，提高勘探者自身的素質(zhì)，使其在操作規(guī)程的范圍內(nèi)進行勘探，這樣可以提高勘探效率，獲取更全面更準(zhǔn)確的水文地質(zhì)信息和資料，并通過不斷加強其分析和運用信息和資料進行實際測算和解決問題的能力，可以保證地質(zhì)勘探的質(zhì)量。 　　

三、總結(jié) 　　
礦區(qū)水文地質(zhì)勘探是一項紛繁復(fù)雜的工程，其需要采用多個方式結(jié)合的方法進行勘探，并對灰?guī)r的含有水分的層面和隔開空氣和水流的層面進行有效地劃分，再通過廣大的水文地質(zhì)工作者的辛勤努力工作，這樣才能保證礦區(qū)水文地質(zhì)勘探工作的順利進行，維護礦區(qū)安全生產(chǎn)。 　　

礦區(qū) 水流 水文

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