水利水電工程師：淺析煤田水文地質(zhì)勘探

一、煤田水文地質(zhì)勘探的目的

水文地質(zhì)勘探是研究水文地質(zhì)條件的主要手段，它是在水文地質(zhì)測(cè)繪的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是以揭露和探明深部水文地質(zhì)條件為目的的工作。在實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)勘探區(qū)的水文地質(zhì)勘探類型，結(jié)合地貌、自然地理?xiàng)l件，合理地選擇鉆探、地球物理勘探、淺井、坑探等多種勘探手段，以查明礦井開采的水文地質(zhì)條件。

二、水文地質(zhì)環(huán)境對(duì)礦區(qū)安全的重要性

1.水文地質(zhì)環(huán)境與礦區(qū)安全的聯(lián)系

因?yàn)榈V區(qū)作業(yè)需要地下操作的特殊性，礦區(qū)安全事故近幾年來(lái)頻頻發(fā)生。究其原因，這與沒(méi)有在礦區(qū)開挖之間對(duì)礦區(qū)的水文地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行全面勘測(cè)和調(diào)查分不開關(guān)系。礦區(qū)作業(yè)是一項(xiàng)復(fù)雜的開挖工程，因?yàn)槠浣?jīng)常在地下進(jìn)行，如果不了解當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)環(huán)境情況就對(duì)其進(jìn)行盲目開挖，極易出現(xiàn)透水事故，對(duì)礦區(qū)的安全產(chǎn)生很大的威脅。礦區(qū)的水文地質(zhì)環(huán)境和礦區(qū)的安全息息相關(guān)，礦區(qū)的水文地質(zhì)環(huán)境為安全的礦區(qū)作業(yè)提供事實(shí)依據(jù)，對(duì)礦區(qū)的安全具有深刻的影響力。

2.勘察水文地質(zhì)環(huán)境的必要性

水文地質(zhì)環(huán)境影響礦區(qū)的安全生產(chǎn)，因此對(duì)礦區(qū)的水文地質(zhì)環(huán)境做好勘查工作具有重要的意義，但是在實(shí)際的礦區(qū)安全檢測(cè)中，水文地質(zhì)環(huán)境的勘察容易被忽視，這是因?yàn)榭辈旖Y(jié)果中的水文參數(shù)很少直接被引用參考，所以勘察人員很少對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行深入性和投入性的勘察，但是正是由于這種勘察工作中的盲點(diǎn)，致使地下水引發(fā)嚴(yán)重的巖土危害，甚至造成不可估量的惡劣后果。因此，對(duì)礦區(qū)的水文地質(zhì)的勘測(cè)應(yīng)加大重視力度，嚴(yán)格控制實(shí)際勘察中的數(shù)據(jù)信息的完整性和真實(shí)性，提出及時(shí)的規(guī)避安全隱患的有效措施，只有這樣，礦區(qū)的安全生產(chǎn)才能得到保障。

三、煤礦生產(chǎn)中主要的水文地質(zhì)問(wèn)題

水文地質(zhì)條件作為煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵影響因素，一直是煤礦勘探工作中的重點(diǎn)內(nèi)容，工作人員要想保證各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行，就必須立足于水文地質(zhì)條件相關(guān)問(wèn)題對(duì)于煤礦生產(chǎn)的影響，做好對(duì)于煤礦水文來(lái)源與影響的具體表現(xiàn)等問(wèn)題的深入把握。下面就具體地對(duì)煤礦生產(chǎn)中的水文來(lái)源類型及具體問(wèn)題兩個(gè)問(wèn)題加以分析：

1.水文來(lái)源的具體類型

(1)地表水與斷層水

自然界中各種形式的降雨、植被鎖水、灌溉用水、江河湖泊涌流等，均為煤礦地表水的來(lái)源，但是，這些水源在深層煤礦的補(bǔ)給水源中僅占很少一部分，一般不作為研究主要對(duì)象。斷層水存在于煤礦區(qū)的斷層部位，會(huì)影響到地下水的流向與補(bǔ)給、排泄?fàn)顩r，在進(jìn)行勘探時(shí)，一般需要通過(guò)地面調(diào)查或者鉆孔勘察，來(lái)判定其分布狀況，某些礦區(qū)中斷層地質(zhì)較少，只有一些未層裸露于地表的盲小斷層及已查明的地表層。

(2)地下水

煤礦工作者以巖性組合及其特征、水力性質(zhì)等因素作為依據(jù)，將礦區(qū)內(nèi)的各個(gè)含水層劃分為以下幾個(gè)部分，即：散層孔隙、巖溶裂隙、二疊系裂隙的含水層，以及巖溶裂隙、二疊系同中巖溶水較強(qiáng)的含水帶。以散層孔隙中的含水層及巖溶裂隙中的含水帶的地下水狀況為例，散層孔隙中的含水層主要是由碎石土、砂粘土等組成，含水層厚度不大，且富水性較弱，屬于弱含水層，而巖溶裂隙中的含水帶，主要由燧石灰?guī)r、硅質(zhì)層構(gòu)成，約有33m的厚度，但其裂隙多呈現(xiàn)蜂窩或者是海綿狀溶蝕孔，存在明顯的水蝕狀況，該層中.水量的消耗及滲漏問(wèn)題較為嚴(yán)重，上部地層及水位的變化較為顯著。

2.礦區(qū)主要水文地質(zhì)現(xiàn)狀

煤礦生產(chǎn)工作所受到的水文地質(zhì)狀況的影響，主要表現(xiàn)為三個(gè)大的方面，即：礦區(qū)水源不足以維持正常生產(chǎn)、礦井地質(zhì)受水害影響嚴(yán)重、礦區(qū)的環(huán)境污染，在進(jìn)行勘探工作時(shí)，主要便以這三個(gè)方面的問(wèn)題為切入點(diǎn)。

(1)礦區(qū)水源不足以維持正常生產(chǎn)

在我國(guó)，煤炭資源的分布與水資源分布大致呈現(xiàn)相反方向，占據(jù)全國(guó)90%煤炭資源的北方地區(qū)，其地下水含量?jī)H占全國(guó)的30%，而山西、陜西、內(nèi)蒙、寧夏四個(gè)重要煤炭資源分布區(qū)所占的水資源更少，在全國(guó)地下水源含量中約占6.78%，各主要煤礦區(qū)域水源嚴(yán)重缺乏。據(jù)某項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)大型的煤礦生產(chǎn)基地每天所需的總水量均在296方以上，而當(dāng)前實(shí)際供水的能力僅僅為每天152方左右，煤礦生產(chǎn)工作呈現(xiàn)出嚴(yán)重缺水的問(wèn)題，礦區(qū)水文狀況難以為煤礦生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)的保障。

(2)礦井地質(zhì)受水害影響嚴(yán)重

目前，我國(guó)重點(diǎn)煤礦區(qū)域中的礦井，約有27%存在于復(fù)雜的水文地質(zhì)環(huán)境中，國(guó)家500多個(gè)大型煤礦生產(chǎn)區(qū)域均深受水害的威脅。而且，新時(shí)期，礦井開采深度的不斷增加，使得其水害問(wèn)題進(jìn)一步加劇，嚴(yán)重破壞了礦區(qū)生產(chǎn)工作的順利實(shí)施。以我國(guó)華北地區(qū)為例，該地區(qū)約有160億t的煤炭資源分布于底板承壓水的地質(zhì)環(huán)境中，礦區(qū)生產(chǎn)工作受底部溶巖水的影響極其嚴(yán)重。

(3)礦區(qū)的環(huán)境污染

煤礦生產(chǎn)活動(dòng)的開展，會(huì)產(chǎn)生大批的井下排水、生活用水等，這些水的隨意排放，不僅會(huì)嚴(yán)重影響礦區(qū)原有的水文地質(zhì)環(huán)境，使礦區(qū)的地下水位降低，礦區(qū)的淺層含水層被疏干，導(dǎo)致礦區(qū)呈現(xiàn)出塌陷或大旱等水文地質(zhì)問(wèn)題。而且，排出的水資源中含有未經(jīng)處理的存在化學(xué)物質(zhì)的臟污水，使得周圍居民生命健康及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)等飽受影響，同時(shí)，水資源的不合理排放，也使得煤礦生產(chǎn)工作在水資源方面的開采成本大幅度提升。

四、針對(duì)地下水問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施

1.加大對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的重視程度

在地質(zhì)勘查過(guò)程中，除對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行研究，還要將與巖土有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題放在重點(diǎn)的位置進(jìn)行分析，地質(zhì)勘查中需要從自然地理?xiàng)l件看，水文地質(zhì)勘察中的自然地理?xiàng)l件包括氣象水文特征和地形地貌等內(nèi)容，其中前者主要應(yīng)該包括工程地區(qū)的季風(fēng)情況以及氣候的濕潤(rùn)程度等;而后者主要包括工程所在區(qū)域的基本特征，以及地形的平坦開闊程度、地貌的侵蝕情況以及地表堆積物情況等分析。

2.建立完善的評(píng)價(jià)機(jī)制

對(duì)地下水位的評(píng)價(jià)機(jī)制不斷進(jìn)行更新和完善，適應(yīng)水文地質(zhì)勘察工作的需要，控制地下水位的變化，降低對(duì)建筑物的影響。所以進(jìn)行水文地質(zhì)勘查的時(shí)候，要根據(jù)不同的情況采取不同的解決措施，分析地下水的影響和作用，對(duì)地下水存在的問(wèn)題做出提前預(yù)測(cè)和預(yù)防。

3.重視對(duì)水理性質(zhì)的測(cè)試和研究

水文地質(zhì)勘察工作中，巖土的水理性質(zhì)會(huì)對(duì)勘察工作造成一定的影響，是巖土和地下水的相互作用下顯示的性質(zhì)，包括容水性、持水性和透水性等，與巖士的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)特征緊密相關(guān)。一般的水質(zhì)頻率是每年進(jìn)行兩次采樣，分別在地下水的枯水期和豐水期進(jìn)行。按照具體的情況，可以適當(dāng)?shù)膶?duì)采樣次數(shù)進(jìn)行增加，在了解水質(zhì)變化規(guī)律后，也可以1-2年進(jìn)行一次采樣。在巖土體中的地下水有很多種類，可以根據(jù)埋藏條件的不同劃分為：上層滯水、潛水和承壓水;按含水層不同的空隙性質(zhì)劃分孔隙水、裂隙水和巖溶水。地下水形式的不同，對(duì)水理性質(zhì)的影響也不同。對(duì)水理性質(zhì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試分析，可以在水文勘察的工程中，對(duì)地下水水位和水量的變化提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)。

五、結(jié)語(yǔ)

為了促進(jìn)水文地質(zhì)勘測(cè)工作的穩(wěn)定運(yùn)行，我們要針對(duì)水文地質(zhì)勘察工作中地下水存在的問(wèn)題展開分析，加強(qiáng)地下水在水文地質(zhì)勘查工作中的重視，對(duì)造成問(wèn)題的影響因素進(jìn)行信息收集和分析，結(jié)合勘察地區(qū)和建筑工程的實(shí)際情況，制定相應(yīng)的解決措施，保證水文地質(zhì)勘察工作的真實(shí)有效，以促進(jìn)其建筑物的穩(wěn)定性的提高，促進(jìn)工程的進(jìn)行和發(fā)展。

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