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摘要：我国煤田在实际的开发过程中，有着很多的问题，其中一项尤为突出的问题就是水文地质问题，严重影响了煤田地顺利开采。本文首先分析了煤田开采过程中存在的水文地质方面的问题，然后针对这些问题提出具体的防治措施，旨在为煤田水文地质灾害的防御提供一定的借鉴与参考。
关键词：煤田；水文地质；技术
中图分类号： X752 文献标识码： A
从我国的煤炭资源与区域经济发展水平的分布与水资源的分布对比来看，呈现出一种逆向分布的情况。我国有超过90%的煤炭资源都风不在水资源严重缺乏的北方地区，特别是在晋陕蒙宁地区的煤炭资源相当集中，而且水资源缺乏。煤炭是一种十分重要的基础能源，对我国的经济发展有着十分重要的作用，因此必须要重视煤田的水文地质情况，以此来保证煤田能够为我国的经济做出更多的贡献。
一、当前我国煤田必须面对的水文地质问题
（一）煤炭建设过程中，水资源缺乏足够保障能力
我国北方地区的煤炭资源相当丰富，占了全国已探明储量的90%以上。然而北方的水资源却只占全国水资源总量的30%。但是在煤炭开采的过程中需要消耗大量的水资源，特别是煤炭逐渐的匮乏，所需要的水资源也更多。然而供水能力却严重不足，明显的缺水，难以保证煤炭建设的高位运行。
（二）煤矿的安全生产与服务年限都受到水害的严重威胁
在当前的煤矿生产过程中，必须要面对各种水害。因为部分煤矿所出的特殊的地质情况，使得这些煤矿更容易遭受水害的威胁，例如中部与东部的煤矿，基本都是石炭与二叠系含煤地层，在其上和其下都是富水层，这就使得容易出现各种水害。
在煤矿的水害中主要以老空水和底板奥灰水这两种为主。随着煤炭资源的开展与枯竭，这两种水害的威胁也日趋严重。在今后煤炭的勘探与生产都会随着煤浅层煤炭的枯竭而向深层进行延伸。有研究显示，我国的下组煤几乎都受到了底部岩溶水所带来的威胁。
（三）矿区的水环境存在较为严重的问题
煤矿区在生产生活中的需水量较大，并且还涉及到井下排水问题，在处理这些问题时需要有较高的成本，如在山西开采煤矿对所需要损耗的水资源严重不成比例，没开采一頓煤就需要损耗2.48吨的水资源，又如在焦作煤田每一吨煤开采所需要支付的排水费就超过20元，这些都在无形之中增减了煤炭的开采成本。并且在这个过程中也严重的影响到了矿区的水文地质环境。为了煤矿生产的需要，将浅层的地下水疏干，并且使得矿区的地下水位大幅度的下降，有的矿区还出现了因为采矿和长期的抽水而导致地面坍塌的情况，这些现象的存在使得矿区所需要面对的水问题更加的严重。并且还因此而产生更多的生态环境问题。这些问题在西部的煤炭基地表现的更为突出。因为，西部的煤炭基地所处的生态环境本就十分脆弱，而煤炭开发所导致的水资源问题对生态环境是一种打击。如今煤炭工业要继续发展，就必须要解决好水和环境的问题。
（四）岩溶矿区地面塌陷
我国石灰岩的分布范围比较宽广，据统计，其面积高达200万平方千米。这些石灰岩与煤田之间的关系非常紧密，一部分构成了煤层的盖层，另外一部分构成了煤层的沉积基底，而且还要一部分夹于各个煤层之间。这些石灰岩绝大部分均富含有水分，岩溶性比较强，在煤田开采的时候常常会成为煤矿充分的一个主要源泉，而且还会成为地面的塌陷关键因子，对煤矿的安全生产造成非常大的危害。岩溶矿区地面塌陷形成的机理主要包括[3]：（1）重力作用。主要包括盖层的自重以及外在的负荷。盖层的自重作用是造成岩溶矿区地面出现塌陷的一个最为重要的原因，主要包括如下三种情形：a.上盖层存在的风化作用，使其强度出现明显降低，而致坍塌；b.自然降水而使得地表水渗入至地层；c.在岩溶空间上修建建筑，使其负荷增大。（2）潜蚀及吸蚀作用。前者一般发生在存在偷税松散层覆盖的岩溶化区域，后者指的是地下水很快脱离顶部盖层之后，由于岩土颗粒与水分子之间的分子引力作用而出现的一种特殊的现象。此作用能够使得岩溶空间出现真空状态，从而形成负压，当该负压达到一定程度的时候，便会造成塌陷的出现。
二、加强煤田水文地质问题的防治对策的方法
（一）综合物探技术方法
在进行煤矿开采的过程中必然会遇到构造以及矿井水的各种问题。想要解决这些问题可以将地震勘探与电法勘探进行结合来进行勘探。地震勘探指的是高分辨率三维地震勘探。通过这种地震勘探所获取的三维数据，然后再结合相应的钻孔资料，就能够对矿区的目的层的构造进行详细的分析，并通过分析所取得的数据来构造出立体图像。而电法勘探则主要针对测区内的砂岩水与奥灰水的赋存情况以及岩溶裂隙程度。通过对这些数据的研究再结合地震勘探所得到的结果，来进一步的进行矿区内的构造的导水性以及压盖隔水层的厚度进行分析。这样所得到的数据与研究结果将会更加的准确。
（二）同位素研究以及地下水化学
在水文地质学中，地下水化学是十分重要的一项基础学科，并且在生态环境领域中所表现出来的作用也越来越突出。如今，核检测技术有了长足的进步，特别是对同位素的研究已经有了十分明显的进步，并且应用也十分的广泛，在水文地质学中同位素研究有着十分重要的作用。通过对同位素的研究，能够分析地下水的起源、形成、埋藏等多种和地下水形成理论相关的问题，进而能够对地下水的补给相关的问题（例如补给强度、补给来源等）进行判断。这对煤炭资源的问题定开发相当重要。
（三）使用“3S”集成技术
全球定位系统、遥感技术以及地理信息系统这三种技术的应用十分广泛。而将三者结合应用到地下水领域的研究中将能够更好的为矿区的地下水研究提供助力。这三者是建立在计算机技术、计量地理学以及遥感技术之上的，是地球系统研究中的重要手段，所提供的数据能够作为每天地区地下水环境研究的重要依据。
（四）地面塌陷的防治对策
基于如上关于地面塌陷及其形成的机理的分析，现提出如下几点地面塌陷的防治对策[4]：（1）对地下水的疏导以及排泄等过程进行有效的控制，以防止出现水位的急剧升降；（2）使用注浆以及钢梁水泥板对人工顶板进行制作，这样能够有效地加固覆盖层，且能够有效地堵塞地表水的集中下渗通道。将人工顶板安装完毕之后，可使其标高高于周边地区，为了能够防止大气降水或者出现地表水集中渗入其中。（3）在可能产生吸蚀破坏的岩溶矿区设置若干个通气孔，并与外界大气之间相连通，在水位下降过程中，其作用主要有二：一是能够防止形成真空而产生负压，其二是能够对岩溶空腔之内的气体或者水对覆盖层的冲击力起到缓冲的作用。（4）在一些岩溶的强径流带或者河床、小溪地带的矿区，这样能够采用铺砌防渗工程。
结束语
综上所述，煤田开采过程中会出现煤矿采空区积水、岩溶矿区地面塌陷等方面的水文地质问题，针对这些问题，应该及时地进行预防与控制，这对于煤矿安全生产及顺利开采具有十分重要的作用与意义。
参考文献
[1] 华解明，傅耀军，白喜庆．我国煤矿区水文地质勘查与环境地质评价现状及发展趋势[J]．煤田地质与勘探，2006，（03）．
[2] 华解明．煤矿区水文地质勘查现状及建议[J]．中国煤田地质，2007，（S2）
[3]朱岩光.我国煤田水文地质问题及勘探技术方法分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012（13）.
[4]廖恒源.水文地质勘察中的注意问题及措施分析[J].城市建设理论研究（理论版），2012（6）
关键词：煤田；水文地质；技术
中图分类号： X752 文献标识码： A
从我国的煤炭资源与区域经济发展水平的分布与水资源的分布对比来看，呈现出一种逆向分布的情况。我国有超过90%的煤炭资源都风不在水资源严重缺乏的北方地区，特别是在晋陕蒙宁地区的煤炭资源相当集中，而且水资源缺乏。煤炭是一种十分重要的基础能源，对我国的经济发展有着十分重要的作用，因此必须要重视煤田的水文地质情况，以此来保证煤田能够为我国的经济做出更多的贡献。
一、当前我国煤田必须面对的水文地质问题
（一）煤炭建设过程中，水资源缺乏足够保障能力
我国北方地区的煤炭资源相当丰富，占了全国已探明储量的90%以上。然而北方的水资源却只占全国水资源总量的30%。但是在煤炭开采的过程中需要消耗大量的水资源，特别是煤炭逐渐的匮乏，所需要的水资源也更多。然而供水能力却严重不足，明显的缺水，难以保证煤炭建设的高位运行。
（二）煤矿的安全生产与服务年限都受到水害的严重威胁
在当前的煤矿生产过程中，必须要面对各种水害。因为部分煤矿所出的特殊的地质情况，使得这些煤矿更容易遭受水害的威胁，例如中部与东部的煤矿，基本都是石炭与二叠系含煤地层，在其上和其下都是富水层，这就使得容易出现各种水害。
在煤矿的水害中主要以老空水和底板奥灰水这两种为主。随着煤炭资源的开展与枯竭，这两种水害的威胁也日趋严重。在今后煤炭的勘探与生产都会随着煤浅层煤炭的枯竭而向深层进行延伸。有研究显示，我国的下组煤几乎都受到了底部岩溶水所带来的威胁。
（三）矿区的水环境存在较为严重的问题
煤矿区在生产生活中的需水量较大，并且还涉及到井下排水问题，在处理这些问题时需要有较高的成本，如在山西开采煤矿对所需要损耗的水资源严重不成比例，没开采一頓煤就需要损耗2.48吨的水资源，又如在焦作煤田每一吨煤开采所需要支付的排水费就超过20元，这些都在无形之中增减了煤炭的开采成本。并且在这个过程中也严重的影响到了矿区的水文地质环境。为了煤矿生产的需要，将浅层的地下水疏干，并且使得矿区的地下水位大幅度的下降，有的矿区还出现了因为采矿和长期的抽水而导致地面坍塌的情况，这些现象的存在使得矿区所需要面对的水问题更加的严重。并且还因此而产生更多的生态环境问题。这些问题在西部的煤炭基地表现的更为突出。因为，西部的煤炭基地所处的生态环境本就十分脆弱，而煤炭开发所导致的水资源问题对生态环境是一种打击。如今煤炭工业要继续发展，就必须要解决好水和环境的问题。
（四）岩溶矿区地面塌陷
我国石灰岩的分布范围比较宽广，据统计，其面积高达200万平方千米。这些石灰岩与煤田之间的关系非常紧密，一部分构成了煤层的盖层，另外一部分构成了煤层的沉积基底，而且还要一部分夹于各个煤层之间。这些石灰岩绝大部分均富含有水分，岩溶性比较强，在煤田开采的时候常常会成为煤矿充分的一个主要源泉，而且还会成为地面的塌陷关键因子，对煤矿的安全生产造成非常大的危害。岩溶矿区地面塌陷形成的机理主要包括[3]：（1）重力作用。主要包括盖层的自重以及外在的负荷。盖层的自重作用是造成岩溶矿区地面出现塌陷的一个最为重要的原因，主要包括如下三种情形：a.上盖层存在的风化作用，使其强度出现明显降低，而致坍塌；b.自然降水而使得地表水渗入至地层；c.在岩溶空间上修建建筑，使其负荷增大。（2）潜蚀及吸蚀作用。前者一般发生在存在偷税松散层覆盖的岩溶化区域，后者指的是地下水很快脱离顶部盖层之后，由于岩土颗粒与水分子之间的分子引力作用而出现的一种特殊的现象。此作用能够使得岩溶空间出现真空状态，从而形成负压，当该负压达到一定程度的时候，便会造成塌陷的出现。
二、加强煤田水文地质问题的防治对策的方法
（一）综合物探技术方法
在进行煤矿开采的过程中必然会遇到构造以及矿井水的各种问题。想要解决这些问题可以将地震勘探与电法勘探进行结合来进行勘探。地震勘探指的是高分辨率三维地震勘探。通过这种地震勘探所获取的三维数据，然后再结合相应的钻孔资料，就能够对矿区的目的层的构造进行详细的分析，并通过分析所取得的数据来构造出立体图像。而电法勘探则主要针对测区内的砂岩水与奥灰水的赋存情况以及岩溶裂隙程度。通过对这些数据的研究再结合地震勘探所得到的结果，来进一步的进行矿区内的构造的导水性以及压盖隔水层的厚度进行分析。这样所得到的数据与研究结果将会更加的准确。
（二）同位素研究以及地下水化学
在水文地质学中，地下水化学是十分重要的一项基础学科，并且在生态环境领域中所表现出来的作用也越来越突出。如今，核检测技术有了长足的进步，特别是对同位素的研究已经有了十分明显的进步，并且应用也十分的广泛，在水文地质学中同位素研究有着十分重要的作用。通过对同位素的研究，能够分析地下水的起源、形成、埋藏等多种和地下水形成理论相关的问题，进而能够对地下水的补给相关的问题（例如补给强度、补给来源等）进行判断。这对煤炭资源的问题定开发相当重要。
（三）使用“3S”集成技术
全球定位系统、遥感技术以及地理信息系统这三种技术的应用十分广泛。而将三者结合应用到地下水领域的研究中将能够更好的为矿区的地下水研究提供助力。这三者是建立在计算机技术、计量地理学以及遥感技术之上的，是地球系统研究中的重要手段，所提供的数据能够作为每天地区地下水环境研究的重要依据。
（四）地面塌陷的防治对策
基于如上关于地面塌陷及其形成的机理的分析，现提出如下几点地面塌陷的防治对策[4]：（1）对地下水的疏导以及排泄等过程进行有效的控制，以防止出现水位的急剧升降；（2）使用注浆以及钢梁水泥板对人工顶板进行制作，这样能够有效地加固覆盖层，且能够有效地堵塞地表水的集中下渗通道。将人工顶板安装完毕之后，可使其标高高于周边地区，为了能够防止大气降水或者出现地表水集中渗入其中。（3）在可能产生吸蚀破坏的岩溶矿区设置若干个通气孔，并与外界大气之间相连通，在水位下降过程中，其作用主要有二：一是能够防止形成真空而产生负压，其二是能够对岩溶空腔之内的气体或者水对覆盖层的冲击力起到缓冲的作用。（4）在一些岩溶的强径流带或者河床、小溪地带的矿区，这样能够采用铺砌防渗工程。
结束语
综上所述，煤田开采过程中会出现煤矿采空区积水、岩溶矿区地面塌陷等方面的水文地质问题，针对这些问题，应该及时地进行预防与控制，这对于煤矿安全生产及顺利开采具有十分重要的作用与意义。
参考文献
[1] 华解明，傅耀军，白喜庆．我国煤矿区水文地质勘查与环境地质评价现状及发展趋势[J]．煤田地质与勘探，2006，（03）．
[2] 华解明．煤矿区水文地质勘查现状及建议[J]．中国煤田地质，2007，（S2）
[3]朱岩光.我国煤田水文地质问题及勘探技术方法分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012（13）.
[4]廖恒源.水文地质勘察中的注意问题及措施分析[J].城市建设理论研究（理论版），2012（6）