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【摘 要】本文介绍了矿区水文地质勘探的重要性、矿区水文地质勘探的主要任务、矿区水文地质勘探较易出现的问题,并针对水文地质勘探问题的解决方法,最后对勘探技术要求进行了论述。
【关键词】矿区水文地质勘探 问题 对策
前言:
由于针对矿区安全的水文地质勘探内容较少,深度和广度都有一定欠缺,绝大多数的矿山水文地质报告主要是根据矿床的充水条件和涌水量进行的主观判断,并未依据专业的勘测手段进行。所以矿区生产的安全事故往往不能及早加以防范。
1矿区水文地质勘探的重要性
矿区透水事故近年来频频见诸报端,其造成的后果是非常严重的,除了巨额的经济损失,通常还会对矿工的生命安全造成极大的威胁。为何矿区透水事故屡屡发生而得不到有效遏制呢?笔者结合多年从事矿区水文地质勘探的经验,认为矿主通常忽视对矿区进行专业的水文地质调查报告是造成透水事故频发的最主要原因。对于矿主来说,更关心的并不是矿区的水文地质情况,而是矿区的矿床分布、矿脉走向、地层岩性等相关信息。所以我们经常可以看到在矿区的矿山地质报告中水文地质调查报告往往过于简略并且深度广度不够,对矿床充水条件、矿井涌水量的评价基本上是基于撰写报告者的主观经验总结,而不是采取专业的地质勘查技术仔细勘探所得。专业的矿区水文地质勘探报告要包括含水层分布与走向、隔水层分布与走向、供水水源勘探报告以及水质水量等内容。通过这份地质勘探报告可以对地下的水文地质情况有直观充分的了解,之后再进行地下矿脉的施工走向时就可以做出科学合理的安排,从而极大地避免了透水等安全事故的发生。总之,没有专业化的水文地质调查报告,一切规划都是盲目的规划,如此规划势必与矿区地下的实际水文地质情况大相庭径,从而极易引发透水等安全事故,使矿主自食恶果。
2矿区水文地质勘探的主要任务
水文地质勘探主要是在水文地质测绘的基础之上进行的工作。水文地质勘探应当结合矿区的地质和自然条件,选择合适的地段进行钻探,采用地球物理勘探、浅井、坑探等方式探明矿区的水文地质条件,查明矿床的充水量和涌水量,探明矿区岩体的质量和边坡的稳定性。同时水文地质勘探工作还应当针对水文地质的走向进行预测,防止将来出现的地质灾难,并及时采取防护措施。
2.1划分隔水层和含水层。首先应当将矿区的含水层厚度查清楚,正确的进行水文地质的相关计算,探索水文地质的变化规律,减少透水矿难的发生。水文地质计算需要将钻孔的抽水量和含水层高度、水位值等带入水文地质的计算公式中,求出渗透系数。利用求出的渗透系数和矿区各段的含水层厚度和水位值代入到公式中,计算出各段的矿坑涌水量。查清水文地质条件后,要探索水文地质工作的防水、治水规律,做好堵、排工作。矿区的水文地质勘探工作和防水、治水工作都需要查清灰岩的含水层厚度,并对含水层的变化方向进行探索,将隔水层和含水层分隔开来,保证全面的掌握矿区的水文地质条件。
2.2做好数据的记录和标识工作。在矿井含水层地区表明矿区外围的进水口和内部径流带的方位,包含地点、岩层、厚度、长度等数据。在进行野外调查、岩心鉴定工作时,要做好井巷的编录工作,并及时结合学科知识对矿区岩层的稳定性和水文地质条件进行评述。在进行相关的水文地质勘探工作的基础上,还要及时对相关数据进行整理,以满足规律研究工作的需要。
3矿区水文地质勘探较易出现的问题
3.1难以对灰岩的含水层和隔水层进行划分。灰岩含水层厚度、隔水层的数目是进行水文地质勘探研究的基础性数据,但在实际的勘探工作中,很难精确的进行相关的勘探和划分工作。在以往的资料中,很少对灰岩含水层在垂直方向的变化规律进行探索,仅仅得出了“上强下弱”的结论,很难对现代的勘探工作进行指导。利用电测井资料虽然能够探索到含水层和隔水层的大概情况,但是很难进行精确测量和界限划分。电测井利用自然电位和电阻率对矿井的岩层、地质厚度、裂隙位置和水流运动情况进行搜集,其能够粗略的探测到隔水层的位置。但是电测曲线在含水岩底板附近存在较多的过渡性斜线,所以也不能精确的进行确定。
3.2尚未探索出垂直方向的水性变化规律。在当前的统计数据中,关于岩心的统计数据十分薄弱,由于很少能够探取到岩心地段,所以这些资料中仅仅针对岩心柱状图和岩溶烈隙发育程度进行了简单的介绍。但是地质岩溶烈隙发育程度高的地段却容易被直接忽略。
3.3未能准确勘探到采矿区各段的地质情况。根据钻孔水位和冲洗液消耗量得出的钻孔深度知识对水位和总消耗量的一个描述,不能表示钻孔不同深度条件下的水位和冲洗液消耗量,因此也不能勘探出具体的地质情况。简单的水文勘探工作不能分层进行,不能将钻孔底层封闭起来进行研究。
4针对水文地质勘探问题的解决方法
4.1进行分段压水试验。分段压水试验是在高压的作用下将水压入钻孔,利用岩层的吸水量计算岩体裂隙的发育程度。在进行压水试验以前需要利用止水设备将钻孔试验的岩层隔离出来,然后将水通过管道输送到钻孔中,不断对钻孔供水,当水量达到一个稳定值时,裂缝的渗水量就能够反映出岩体裂缝的吸水能力,从而探测到岩体的透水性。分段压水试验能够对灰岩含水层垂直方向进行测量,并进行大致的含水层和隔水层划分。钻孔一般能够选取5-15米的岩体自上而下进行钻孔压水,具有较好的灵活度。最后根据压入水量和压力进行计算。根据钻孔定量抽水条件下,就能够测出不同深度的水流速度,从而确定含水层的厚度。
4.2采用水文地质测绘技术。水文地质测绘是水文地质勘探工作的前提。水文地质测绘工作包含对矿床充水因素和矿床地质条件进行勘测,收集矿区附近气象站的观测资料,区域性的水文地质普查资料,矿区地形地貌资料和地下水的发育情况等。水文地质测绘工作能够为勘探工作提供基础数据,影响着勘探的质量。
5勘探技术要求
矿区水文地质工作的主要任务是:研究矿区的水文地质条件,查明影响正常建设和生产的水文地质因素;研究和预测矿井涌水量;开展防治水工作;研究和解决矿区供水水源及矿井水的综合利用问题;认真推广和应用先进技术,不断提高矿井水文地质工作水平。
5.1水文地质测绘。水文地质测绘是一切水文地质勘探设计和工作的基础,它在供水水文地质勘探中也相当重要。有些矿区在供水勘探中,常常出现测绘、物探、钻探同时进行,甚至主要勘探工程已经结束而水文地质测绘仍在进行的现象,其结果是不仅使整个勘探工程失调,造成许多无效工程,而且也严重地影响了勘探质量的提高。矿区水文地质测绘应该包括矿床疏干可能影响的范围及补给边界,用以查明矿床充水因素及矿区水文地质边界条件为重点。地面水文地质观测包括降水量的观测。一般情况下可以搜集矿区附近气象站的观测资料。但有些矿区与气象站相距较远,当其资料不能说明矿区气象性时,应设立矿区气象站。对于水文地质测绘来说应该全面搜集区域水文地质普查和相邻矿区的资料,还应该全面收集矿区及相邻地区历年的水文、气象资料;详细调查矿区地形地貌、地下水的天然及岩溶发育情况、松散层的形成与分布,圈定矿区水文地质边界;对现有矿井或勘探坑道进行编录,系统收集水文地质资料。
5.2钻孔简易水文地质观测与编录。观测和记录钻进中涌水、逸气等发生深度,计算涌水量对于矿区地质来说是很重要的。如果条件允许,也可用观测钻进动水位和冲洗液消耗量的变化,必要时测量稳水位,并细描述岩芯的岩性、构造、密度、岩石的风化和深度充填情况、统计裂隙率,岩溶率等。
结束语
水文地质勘探工作的重点工作就是对含水层和隔水层进行划分,在当前的技术条件下,矿区管理者首先要积极安排水文地质勘探工作,同时做好水文地质测绘的基础工作,利用电测井技术,分段压水试验等方法,尽量提高划分的准确性,减少矿区透水事故的发生。
参考文献:
[1]魏海亮,许卓朋.浅谈矿区水文地质勘探存在的问题及对策[J].山东煤炭科技,2013,5(7):52-53.
[2]杨红.大定源瞬变电磁法在东中煤矿水文地质勘探中的应用[J].能源与环境,2009,(2)
[3]向阳,张新康.多拉纳萨依金矿区水文地质特征探讨[J].新疆有色金属,2008,(6)
[4]马晓宏,赵岩,仵梅.黄陵矿区开发对水源地影响分析[J].西部探矿工程,2009,(11)
【关键词】矿区水文地质勘探 问题 对策
前言:
由于针对矿区安全的水文地质勘探内容较少,深度和广度都有一定欠缺,绝大多数的矿山水文地质报告主要是根据矿床的充水条件和涌水量进行的主观判断,并未依据专业的勘测手段进行。所以矿区生产的安全事故往往不能及早加以防范。
1矿区水文地质勘探的重要性
矿区透水事故近年来频频见诸报端,其造成的后果是非常严重的,除了巨额的经济损失,通常还会对矿工的生命安全造成极大的威胁。为何矿区透水事故屡屡发生而得不到有效遏制呢?笔者结合多年从事矿区水文地质勘探的经验,认为矿主通常忽视对矿区进行专业的水文地质调查报告是造成透水事故频发的最主要原因。对于矿主来说,更关心的并不是矿区的水文地质情况,而是矿区的矿床分布、矿脉走向、地层岩性等相关信息。所以我们经常可以看到在矿区的矿山地质报告中水文地质调查报告往往过于简略并且深度广度不够,对矿床充水条件、矿井涌水量的评价基本上是基于撰写报告者的主观经验总结,而不是采取专业的地质勘查技术仔细勘探所得。专业的矿区水文地质勘探报告要包括含水层分布与走向、隔水层分布与走向、供水水源勘探报告以及水质水量等内容。通过这份地质勘探报告可以对地下的水文地质情况有直观充分的了解,之后再进行地下矿脉的施工走向时就可以做出科学合理的安排,从而极大地避免了透水等安全事故的发生。总之,没有专业化的水文地质调查报告,一切规划都是盲目的规划,如此规划势必与矿区地下的实际水文地质情况大相庭径,从而极易引发透水等安全事故,使矿主自食恶果。
2矿区水文地质勘探的主要任务
水文地质勘探主要是在水文地质测绘的基础之上进行的工作。水文地质勘探应当结合矿区的地质和自然条件,选择合适的地段进行钻探,采用地球物理勘探、浅井、坑探等方式探明矿区的水文地质条件,查明矿床的充水量和涌水量,探明矿区岩体的质量和边坡的稳定性。同时水文地质勘探工作还应当针对水文地质的走向进行预测,防止将来出现的地质灾难,并及时采取防护措施。
2.1划分隔水层和含水层。首先应当将矿区的含水层厚度查清楚,正确的进行水文地质的相关计算,探索水文地质的变化规律,减少透水矿难的发生。水文地质计算需要将钻孔的抽水量和含水层高度、水位值等带入水文地质的计算公式中,求出渗透系数。利用求出的渗透系数和矿区各段的含水层厚度和水位值代入到公式中,计算出各段的矿坑涌水量。查清水文地质条件后,要探索水文地质工作的防水、治水规律,做好堵、排工作。矿区的水文地质勘探工作和防水、治水工作都需要查清灰岩的含水层厚度,并对含水层的变化方向进行探索,将隔水层和含水层分隔开来,保证全面的掌握矿区的水文地质条件。
2.2做好数据的记录和标识工作。在矿井含水层地区表明矿区外围的进水口和内部径流带的方位,包含地点、岩层、厚度、长度等数据。在进行野外调查、岩心鉴定工作时,要做好井巷的编录工作,并及时结合学科知识对矿区岩层的稳定性和水文地质条件进行评述。在进行相关的水文地质勘探工作的基础上,还要及时对相关数据进行整理,以满足规律研究工作的需要。
3矿区水文地质勘探较易出现的问题
3.1难以对灰岩的含水层和隔水层进行划分。灰岩含水层厚度、隔水层的数目是进行水文地质勘探研究的基础性数据,但在实际的勘探工作中,很难精确的进行相关的勘探和划分工作。在以往的资料中,很少对灰岩含水层在垂直方向的变化规律进行探索,仅仅得出了“上强下弱”的结论,很难对现代的勘探工作进行指导。利用电测井资料虽然能够探索到含水层和隔水层的大概情况,但是很难进行精确测量和界限划分。电测井利用自然电位和电阻率对矿井的岩层、地质厚度、裂隙位置和水流运动情况进行搜集,其能够粗略的探测到隔水层的位置。但是电测曲线在含水岩底板附近存在较多的过渡性斜线,所以也不能精确的进行确定。
3.2尚未探索出垂直方向的水性变化规律。在当前的统计数据中,关于岩心的统计数据十分薄弱,由于很少能够探取到岩心地段,所以这些资料中仅仅针对岩心柱状图和岩溶烈隙发育程度进行了简单的介绍。但是地质岩溶烈隙发育程度高的地段却容易被直接忽略。
3.3未能准确勘探到采矿区各段的地质情况。根据钻孔水位和冲洗液消耗量得出的钻孔深度知识对水位和总消耗量的一个描述,不能表示钻孔不同深度条件下的水位和冲洗液消耗量,因此也不能勘探出具体的地质情况。简单的水文勘探工作不能分层进行,不能将钻孔底层封闭起来进行研究。
4针对水文地质勘探问题的解决方法
4.1进行分段压水试验。分段压水试验是在高压的作用下将水压入钻孔,利用岩层的吸水量计算岩体裂隙的发育程度。在进行压水试验以前需要利用止水设备将钻孔试验的岩层隔离出来,然后将水通过管道输送到钻孔中,不断对钻孔供水,当水量达到一个稳定值时,裂缝的渗水量就能够反映出岩体裂缝的吸水能力,从而探测到岩体的透水性。分段压水试验能够对灰岩含水层垂直方向进行测量,并进行大致的含水层和隔水层划分。钻孔一般能够选取5-15米的岩体自上而下进行钻孔压水,具有较好的灵活度。最后根据压入水量和压力进行计算。根据钻孔定量抽水条件下,就能够测出不同深度的水流速度,从而确定含水层的厚度。
4.2采用水文地质测绘技术。水文地质测绘是水文地质勘探工作的前提。水文地质测绘工作包含对矿床充水因素和矿床地质条件进行勘测,收集矿区附近气象站的观测资料,区域性的水文地质普查资料,矿区地形地貌资料和地下水的发育情况等。水文地质测绘工作能够为勘探工作提供基础数据,影响着勘探的质量。
5勘探技术要求
矿区水文地质工作的主要任务是:研究矿区的水文地质条件,查明影响正常建设和生产的水文地质因素;研究和预测矿井涌水量;开展防治水工作;研究和解决矿区供水水源及矿井水的综合利用问题;认真推广和应用先进技术,不断提高矿井水文地质工作水平。
5.1水文地质测绘。水文地质测绘是一切水文地质勘探设计和工作的基础,它在供水水文地质勘探中也相当重要。有些矿区在供水勘探中,常常出现测绘、物探、钻探同时进行,甚至主要勘探工程已经结束而水文地质测绘仍在进行的现象,其结果是不仅使整个勘探工程失调,造成许多无效工程,而且也严重地影响了勘探质量的提高。矿区水文地质测绘应该包括矿床疏干可能影响的范围及补给边界,用以查明矿床充水因素及矿区水文地质边界条件为重点。地面水文地质观测包括降水量的观测。一般情况下可以搜集矿区附近气象站的观测资料。但有些矿区与气象站相距较远,当其资料不能说明矿区气象性时,应设立矿区气象站。对于水文地质测绘来说应该全面搜集区域水文地质普查和相邻矿区的资料,还应该全面收集矿区及相邻地区历年的水文、气象资料;详细调查矿区地形地貌、地下水的天然及岩溶发育情况、松散层的形成与分布,圈定矿区水文地质边界;对现有矿井或勘探坑道进行编录,系统收集水文地质资料。
5.2钻孔简易水文地质观测与编录。观测和记录钻进中涌水、逸气等发生深度,计算涌水量对于矿区地质来说是很重要的。如果条件允许,也可用观测钻进动水位和冲洗液消耗量的变化,必要时测量稳水位,并细描述岩芯的岩性、构造、密度、岩石的风化和深度充填情况、统计裂隙率,岩溶率等。
结束语
水文地质勘探工作的重点工作就是对含水层和隔水层进行划分,在当前的技术条件下,矿区管理者首先要积极安排水文地质勘探工作,同时做好水文地质测绘的基础工作,利用电测井技术,分段压水试验等方法,尽量提高划分的准确性,减少矿区透水事故的发生。
参考文献:
[1]魏海亮,许卓朋.浅谈矿区水文地质勘探存在的问题及对策[J].山东煤炭科技,2013,5(7):52-53.
[2]杨红.大定源瞬变电磁法在东中煤矿水文地质勘探中的应用[J].能源与环境,2009,(2)
[3]向阳,张新康.多拉纳萨依金矿区水文地质特征探讨[J].新疆有色金属,2008,(6)
[4]马晓宏,赵岩,仵梅.黄陵矿区开发对水源地影响分析[J].西部探矿工程,2009,(11)