矿区水文地质勘探

随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，对能源产业的需求越来越大，采矿事业发展的越来越迅速，而矿难事故在近几年发生的频率与日俱增，主要的发生原因是在建立矿区的时候没有对水文地质环境进行详细的考察，对其中存在的安全隐患没有进行及时有效地排除。本文通过对矿区的水文地质勘探中存在的问题进行分析，提出解决这些问题的方法和途径，从而最大程度地降低发生矿难的频率，保障矿区工人的生命健康与安全。 　 　　

随着我国经济水平的提高和资源开采需求的不断增加，我国矿区建设规模和数量都大幅度地增长，然而矿主而并不注重对矿区水文地质进行详细地专业性地勘探，使用的地质勘探手段也具有一定的弊端，这就影响了勘探的效果，对矿区的建设规划具有很强的盲目性，很容易发生矿难事故，因此，必须要采取措施加以完善。

一、传统矿区水文地质勘探存在的问题 　　

传统上矿主在对矿区的自然和人文环境进行了解的时候，更多注重的是对煤炭资源的分布和走向等内容的了解，即使做了矿区水文地质勘探的报告，也仅仅浮于表面，不够详细和深入，其更多地是根据自身的经验对矿区的相关情况进行分析和评价，并没有进行实际的具体勘验。 　　而在一些水文地质勘探方法的选择上也存在着很大的局限性。矿井一般受岩溶的承压水的限制比较多，底部水流突出是常见的现象，其是由于多方面原因造成的，岩溶裂开的缝隙中的水文结构的发展和变化是影响底部水流突出的最为关键性的因素；隔开水与空气的层面和岩石的性质和特点影响底部水流突出的多少；在矿区采矿过程中，可能造成底部有损害，这可能会造成底部有水渗入；矿区岩土本身的结构和岩土之间的缝隙的发展和变化会影响水流的大小；水流的压力和矿岩的压力及其相互之间的作用对底部水流突出的影响非常大，因此，传统上进行水文地质勘探一般都要对岩溶裂开的缝隙中的水文结构的发展和变化的规则、隔开水与空气的层面和岩石的性质和特点、矿区岩土本身的结构和岩土之间的缝隙的发展和变化以及包含水流的那一层面的变化和发展的规则等。 　　采用这种传统的水文地质勘探方法，只能在一次使用一种勘探方式的时候查明一种造成水流突出的原因，例如，使用从地面钻洞进行探测、将水流抽出或者注入等方式，这样只能探测出地表以下某一区域的岩层的发展和变化的情况以及聚集的水流的情况，如图一为某区域岩层表面覆盖图，反映了该矿区某区域的岩层自然分级。 　　然而对于更大范围的地表以下的情况则无法进行探测，而且，由于造成矿区底部水流突出的现象的原因有很多种，因此，不可能运用统一的水文地质勘探方法进行探测，而且各个地区的底部水流突出的现象可能因为各方面因素的变化而具有不同的表现形态，例如，如果是在断裂的层面出现底部水流突出的现象，那么岩溶的组成和构造的原因起主要的作用，而底部出现水流突出的现象造成很大的破坏性影响则很有可能因为人们在矿区进行采矿的时候改变了压力而造成的。 　对于矿区水文地质的勘探需要对灰岩的含有水分的层面和隔开空气和水流的层面进行有效地划分，对二者的厚度和层面的数量都要进行探明，这是具有非常重要的意义的。一方面，对灰岩的含有水分的层面和隔开空气和水流的层面进行有效地划分，才能查明含有水分的层面的具体数量，在进行地质测算的时候，要先对从钻孔中可以抽出的水分的数量和含有水分的层面的厚度进行测算，然后将得出的具体数值代入到固定的公式之中，从而可以得出一个系数，再利用这个系数的数值来计算出可以从矿井中涌出的水分的含量，从而得出科学有效地勘探结果；另外，通过含有水分的层面中的变化和发展规律可以为整治水文环境提供科学的依据，可以根据具体的变化规律选择采取“堵塞”或者“疏导”方式进行水文治理，这就需要对灰岩的垂直层面上所含有的水分的变化规则进行详细的查明和总结，得出规律性结论。但是能够精确测量二者的厚度和层面的数量是非常复杂，面临着很多的困难，因此，在传统的水文地质勘探中，在灰岩的垂直层面上常表现为笼统的认为越接近表面的层面含有的水分越充分，不能适应矿区复杂的水文地质条件。 　二、解决矿区水文地质勘探存在问题的方法 　　

（一）采用多个方式结合的方法进行矿区水文地质勘探 　　若想有效地防范底部水流突出的现象，必须要对引起底部水流突出现象的原因进行全面的观察和探测，针对其中可能存在的问题进行有效地有针对性地防治，可以采用多个方式结合的方法进行矿区水文地质勘探，在进行采矿区的规划和设计之前，可以运用同探测地面发生地震的方式，对采矿区的地质结构的状态和断裂的层面发展和变化的情况进行探明，对煤层中存在的煤炭资源的情况和底部的平坦和高低起伏的情况进行研究，并对影响采矿的含有水流的层面的情况结合具体的矿区的情况进行分析，从而能够科学合理的采取防止发生水流突出现象的举措，从而能够提高对采矿区进行规划和设计的准确性和实用性。　　当然，在这一阶段还需要对一些水文地质中小型的结构进行分析和探究，小型的结构主要有最高和最低的地方相差五米左右的断裂的层面、陷入并落实的柱体以及采矿的空间布局等状况，这些都要在进行采矿区的规划和设计之前，就要进行布局。现在已经可以采用很多先进的勘探方式进行布局，并且在地面上对物体进行勘探的方式比将其深入到矿井中对物体进行勘探的方式实施起来要方便许多，而且能够在较短的时间内取得很好的效果，但是，在地面上对物体进行勘探的方式受到地表状况的影响比较大。矿区可能会发生在一定的地域和一定的时间发生不具有规律性的波动现象，其波动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，这时候就可以采用对微小的波动进行深入探测的方法来进行原因的分析，从而及时寻求有效地解决途径的。如图二为水文地质勘探剖面图 　　若想要探明采矿区矿井以下含有水分的情况，就需要考虑到矿井周边的自然环境和人文环境的状况，例如在采矿区可以疏导水分的结构、隔开空气和水分的层面的情况，再进行一定程度的钻探，从而更好地进行疏导水分降低矿井中的压力等水文整治工作。 　　现今一般采用的地质勘探的方法都要依据地球表面的物理性质，采用一些较为基本的勘探方法同时进行。运用电子计算机技术可以对矿区水文地质勘探予以实时的动态监控，其不仅可以实时对煤炭层面的可以开采的地质情况进行分析，还可以对矿区工作范围内的水文地质条件进行提前的预测。如果要搭配着使用瞬间改变电力磁场、通过监测地震的三维形式对可能出现的情况进行预测、深入到矿井中对物体进行勘探、在地面上对物体进行勘探等一系列技术，可以对采矿区的断裂的层面进行很好地定位、对富含煤炭的层面的深度进行测算、对岩溶的断裂的缝隙的发展情况和隔开空气和水源的层面进行分析，将通过以上的技术获得的信息和数据进行汇总，形成一个有着完整体系的系统，通过分析以后形成一个测算的结果，从而使水文地质的信息和数据可以更具有操作性，从而使矿区工作人员可以对矿区的水文地质条件和情况有着详细的了解，并根据具体情况对哦矿区的资源开采工作进行科学合理的调节和控制，灵活机动地处理可能需要面对地人为或者自然的各种情况。 　　矿区的开采工作深受矿区水文地质复杂情况的影响，只靠一种勘探方法很难排除矿区周围地质条件复杂、断裂的层面发展和变化等因素的影响，也很难很好地运用煤炭层面的结构变化和发展规则，采用多个方式结合的方法进行矿区水文地质勘探，可以取得很好的勘探效果，保证了矿井的有效率地生产的进行和矿区工作人员的生命健康和安全。 　　（二）采用分段压水试验 　　要想明确灰岩垂直层面上含有水分的规律，传统上人们会运用简单的抽取水分的试验或者采用电力进行测算的方法，但仍然不能够得出很有效的结论，这主要是因为使用的测算方法不够科学合理，例如对于岩溶的断裂的缝隙的研究，只能够对断裂的缝隙的变化和发展进行性质上的界定，但是对于一些容易变化地域的情况的研究，则容易忽视，对得到的数据和信息不够完整，使用的方法也很难得到全面科学的答案。 　　分段压水试验对于明确灰岩垂直层面上含有水分的规律具有很好的效果。分段压水试验在比较坚固的矿岩中使用比较有效，具体做法是先使用强大的压力将水流注入钻孔之中，然后通过观察矿岩对注入的水流的吸收程度，运用一定的公式，就可以获知矿区下方水文地质情况，如果观察到矿岩对注入的水流的吸收程度比较好的情况，就可以判定裂开的缝隙的发展的比较好，变化程度比较小；相反，如果观察到矿岩对注入的水流的吸收程度比较差的情况，就可以判定裂开的缝隙的发展不够好，变化程度比较大。 　　分段压水试验一般会运用一个阻断水流的设备，从而达到对钻孔的不同层级进行分开的目的，这样不仅可以获知在垂直形态上矿岩裂开的缝隙的情况，还可以了解不同的层级对水流的吸收程度，在进行压水的过程中，压水的下方可以达到钻孔的底部，而上端是可以安放阻断水流的塞子的地方，上端与下端的间距一般要根据岩溶裂开的缝隙的大小来确定，阻断水流的设备一般要在相同的半径上进行阻断，这就可以提高阻断水流的效果。 　　同时，采用在井下进行水流速度测算的仪器，也可以有效得到灰岩垂直层面上含有水分的规律，在对钻头所钻的孔隙进行固定时间固定流量抽取水分的时候，可以通过拍照或者仪器测量等方式测算不同层级上不同的流速，也可以达到很好的效果。 　　（三）保证人员素质 　　然，在进行矿区水文地质勘探的过程中，提高勘探者自身的素质，使其在操作规程的范围内进行勘探，这样可以提高勘探效率，获取更全面更准确的水文地质信息和资料，并通过不断加强其分析和运用信息和资料进行实际测算和解决问题的能力，可以保证地质勘探的质量。 　　

三、总结 　　矿区水文地质勘探是一项纷繁复杂的工程，其需要采用多个方式结合的方法进行勘探，并对灰岩的含有水分的层面和隔开空气和水流的层面进行有效地划分，再通过广大的水文地质工作者的辛勤努力工作，这样才能保证矿区水文地质勘探工作的顺利进行，维护矿区安全生产。