浅谈煤矿水文地质问题及勘探技术方法

论文核心提示:

【摘 要】本文对煤矿的水文地质进行了介绍,并且对煤矿的水文地质所存在的问题进行了分析。同时,针对煤矿的水文地质的勘探,进行了研究,对特殊的煤矿类型的勘探方法,进行了勘探技术和勘探手段的讨论。   【关键词】煤矿水文地质;勘探方法;勘探技术;煤层

  【摘 要】本文对煤矿的水文地质进行了介绍,并且对煤矿的水文地质所存在的问题进行了分析。同时,针对煤矿的水文地质的勘探,进行了研究,对特殊的煤矿类型的勘探方法,进行了勘探技术和勘探手段的讨论。
  【关键词】煤矿水文地质;勘探方法;勘探技术;煤层
  一、煤矿水文地质
  (1)水文来源类型。水文的类型一般分为三种:地下水、地表水以及断层水。第一,地下水,根据煤矿水文的岩性组合、特征以及水力的性质等诸多因素,将矿区内各含水层分成散层孔隙的含水层、岩溶裂隙的含水层、岩溶裂隙的含水带、二叠系裂隙的含水层、二叠系统岩溶水强的含水带。散层孔隙的含水层,主要由残积以及坡积物组成,其岩性主要是黄色和黄褐色的粘土砂土、砂粘土以及碎石土等。因为厚度不大,其富水性弱,是弱含水层。岩溶裂隙的含水层,上覆和下伏的地层间岩性,都逐渐变化着,没有明显的标志,一般厚约170m左右。这种水文地质以裂隙的含水为主要来源,含水性比较弱,水质属于低矿化的重度碳酸盐钙水。岩溶裂隙的含水带,是薄层硅质层、厚层和中厚层状的燧石灰岩,一般厚度约为33m。钻孔中的岩溶裂隙普遍发育,多数半填充状,常见的有蜂窝状和海绵状的溶蚀小孔,具有明显水蚀痕迹,水位和上部地层有着明显的变化,漏水和消耗量很大。二叠系裂隙的本文世纪论文网(www.21cnlunwen.com)提供含水层,岩性是砂质泥岩和泥质粉砂岩、岩浆、煤、石灰岩,一般组厚度251m。该层是基岩裂隙的含水层,富水性也弱,是弱含水层。二叠系统岩的溶水强含水带,岩性是玄武岩,顶部多呈深灰色和浅灰绿色凝灰岩,厚度在40m左右,内含基岩的裂隙水。下段为凝灰岩,没发现有涌漏现象。该组地层的富水性弱,是弱含水层。第二,地表水,由降雨、灌溉、植被,江河湖泊的涌入带来,在深层的煤矿中,地表水带来的水量补给并不占多数,甚至很少。所以,并不做主要研究。第三,断层水,有的矿区内断层较少,分为地面可以被查明的以及未出露地层表面的盲小的断层。由于有这些断层存在,对煤矿地下水的补给、流向以及排泄都有一定的影响,由地面调查以及部分的钻孔资料,隔水、断层。(2)充水的因素分析。第一,充水水源,充水水源主要分为直接性充水水源以及间接性充水水源。直接性充水水源,为风化,构造的裂隙水,间接性充水水源,为基岩的裂隙水,茅口岩的溶水。第二,充水通道,通过地质的钻探资料,煤矿区内基岩的节理、裂隙比较发育,这些都是连通的含水地层以及煤层的天然性通道。在未来煤矿开采的过程中,由于煤层的大面积开采,必定将会引起大量的采矿的裂隙会出现,这些人工的裂隙,将会是沟通含水地层以及煤层的良好通道。第三,充水机理,煤层的顶板砂泥岩的裂隙,其充水机理在重力的作用下,沿岩石的原生节理、采动裂隙、裂隙、导水断层一系列的充水通道,以滴水或者淋水的形式不断进入巷道,煤层开采,受到顶板含水层的影响较小。第四,在开采条件以后,水文地质的问题预测。开采的过程中,因为煤层的大面积开采,必定将引起采矿的裂隙出现,裂隙的出现,有可能成为导致地下水改向的重要因素,煤矿的隐伏断层不断发育,断层带的力学性质比较弱,较容易受到采动的影响,从而发生应力的变化,从而形成地下水的通道。煤矿产区内主要含有煤地层,为弱性含水层,在煤矿床的开采中,对此段岩的溶裂隙水,影响较小。
  二、水文地质煤矿的勘探方法
  (1)煤矿勘探方法的选择。对于这些不同的勘探方法,我选择了瞬变电磁法,中心回线的装置使用瞬变电磁法(TEM)是一类在没有产生一次场背的情况下,进行观测、研究二次场的时间域的电磁感应的方法。这种方法以装置的轻便,受旁测的影响小和高工效、低成本等诸多特点,被广泛的应用在油气勘探、工程物探、煤田地质的勘探、地下水和地热勘探、考古、地质的构造研究、环境灾害、地质调查诸多领域。(2)煤矿勘探技术的介绍。这种方法的探测原理,是在发送回线的上面供应电流的脉冲方波,在一般情况下,利用产生方波后沿的下降瞬间,产生一个朝向地下传播,而一次磁场由一次场的激励,地质体将会产生一个涡流,大小取决地质体导电的程度。一次场消失之后,该涡流并不能马上消失,将有一个过渡的过程,且这个过程是衰减的。过渡过程,又会产生衰减二次磁场来向地表不断传播,由地面上的接收线圈,接收到二次磁场的信号,该信号与地下地质结构本身的电特性,有着密切的关系。如果按照不同延迟时间,测量二次的感生电动势,就会得到二次场,随时间衰减产生特性曲线,由发送电流,把他们归一化以后,成为伏安特性曲线。通过对瞬变场,随时间变化而变化规律的研究,可用来勘探地质体的分布情况。野外进行资料采集的时候,使用中心线框装置,记录点和测点重合,能够使得体积效应,减至最小。由于工效等实际需求,勘探工程的中心探头,可在发射线框的中心,甚至是区域内进行接收,理论上可近似认为,发射线框的中心为均匀场。
  参 考 文 献
  [1]程裕淇.中国区域地质概论[M].北京:地质出版社,1994:62~65
  [2]韩广德.中国煤炭工业钻探工程学[M].北京:煤炭工业出版社,2000:34~35

 
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