徐冠男

中煤科工集團西安研究院有限公司 陜西 西安 710000

一、礦井水防治面臨的主要問題

根據(jù)災(zāi)難性水源的特征,對開采過程中水害形成的原因進行分析,可以發(fā)現(xiàn)造成該問題的主要原因是：水流類型很多,供水量大,預(yù)防困難等因素。對其進行具體的分析之后,對存在問題進行分析,具體如下。

首先,隨著煤礦開采程度的不斷提高,開采壓力的增加,一些礦井繼續(xù)向深處擴展,導(dǎo)致巖石爆炸的出現(xiàn)等問題,以及創(chuàng)建防止鉆探地下水的項目等問題,這些問題的存在要求對礦井進行深層次開采。

第二,我國人口眾多,對資源的需求很大。隨著時間的流逝,我國的煤炭資源開始減少,一些礦山開始加深其挖掘范圍,在某些地區(qū),不可滲透層相對較薄,這導(dǎo)致來自深層的水流量系數(shù)增加,水害威脅不斷增加,防止和開采煤礦中的水的任務(wù)極具挑戰(zhàn)性。

第三,我國在1980年實施了快速的水利政策,這導(dǎo)致全國大部分地區(qū)都出現(xiàn)了小型的非法燃煤爐,與此同時,高速采礦和跨境采礦導(dǎo)致了很多缺水問題。同時,小型煤爐經(jīng)常在開采過程中改變這一主要現(xiàn)象,這可能會影響采空區(qū)中水的積累。

二、防止煤礦給水帶來危害的技術(shù)

面對復(fù)雜的地質(zhì)問題,我國必須采取科學(xué)技術(shù)手段。為了實現(xiàn)水害的防治,必須使用合理的技術(shù)方法。地球物理方法是最直接,最常用和最快的方法之一,不同的地球物理方法適用于不同地質(zhì)之中。科學(xué)合理地運用地球物理方法可以有效地發(fā)現(xiàn)煤礦采礦過程中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和水傳導(dǎo)問題。

(一)地下煤礦常用的物探與分類方法。物探是我國最受歡迎的方法之一。其利用巖層,礦石等中的物理差異,再使用工具發(fā)現(xiàn)它們,最后通過分析,可以獲得地質(zhì)結(jié)構(gòu)。物探方法主要分為地震勘探,電氣勘探,重力鉆井,磁勘探和放射性。

(二)道路鉆探過程中先進的物探方法的選擇。通常將物探和鉆探結(jié)合起來以實現(xiàn)水害防治。其中,常用的物探方法有：直流電,直流電檢測法,該檢測方法主要應(yīng)用于直線。當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)生在彎頭之前時,瞬變電磁法可用于停滯區(qū)域和隱藏的輸水,這從不同的角度進行勘探以獲得更多信息,該技術(shù)可以清理開挖的道路,還可以檢測隱藏的含水結(jié)構(gòu)異常情況,例如存在含水缺陷,潛在的水流通道和地下水蓄水池對水的豐富度,漏水井區(qū)域的位置等進行了調(diào)查。使用這項技術(shù)可以更快,更有效,更科學(xué)地進行檢測。

(三)綜合的物探方法的選擇。我國的采礦業(yè)在地下開采時,由于穿透距離的限制,周圍的區(qū)域越來越大,無法使用物探技術(shù)。如果工作表面較大,為避免影響孔的穿透效果,有必要使用地震波通道法揭示工作面的隱藏地質(zhì)結(jié)構(gòu),從而取得良好的效果。在煤層中使用通道波地震勘探進行啟動聲波傳播以露出煤層,具有探測性、范圍廣、精度高、抗干擾能力強的優(yōu)點。

三、綜合物探應(yīng)用的影響

(一)瞬變電磁法。近年來,瞬變電磁法在煤礦防水領(lǐng)域取得了巨大的成就。在一些空曠的地方,積水、建筑物、電線桿和其他區(qū)域的積聚可以使用瞬變電磁法,其可以檢測其結(jié)構(gòu)中的水含量和水含量。一般來說,其通常用于水災(zāi)預(yù)防應(yīng)用中。

(二)礦區(qū)三維地震檢測。在正常條件下,煤層與周圍巖層之間存在明顯的差異。當(dāng)煤層的厚度超過1米時,會形成反射波。如果接縫是木炭,中間擊穿柱和波峰的破壞會影響反射波,并且會出現(xiàn)反射波,這將導(dǎo)致中期現(xiàn)象和等待時間受到干擾,因此無法確定。同時,這些條件也可以視為礦區(qū)是否塌陷,是否是礦區(qū)。由于折疊桿的主體形狀不規(guī)范且分布不均勻,其組成相對復(fù)雜且疏松,主要由粘土和砂巖組成。與塌陷柱相比,它的密度小,沉降速度慢。3D地震勘探,礦山和驗證孔的結(jié)果數(shù)據(jù)相似,經(jīng)過仔細鑒定,可以確認大多數(shù)折疊柱。3D地震探測應(yīng)用為我國煤礦開采提供了安全保障,避免安全事故并減少經(jīng)濟損失。

(三)直流電法的誤差和調(diào)查示例。在我國的煤礦中,含水層比煤礦的地質(zhì)和勘探工作最為復(fù)雜。根據(jù)一些檢測結(jié)果,該煤礦包含：含水層,石灰石含水層的水含量非常豐富。對于這些條件,可以采取直流電阻法探索其結(jié)構(gòu)。通常當(dāng)使用直流電阻法找出水含量時,結(jié)果會有所不同。由于斷層分為上層和下層,上層一般是煤層,下層一般是水層。且煤層它是由石灰石制成的,它的抵抗力是不同的,并且在識別上還存在一些空白,但這不是很大。如果這一層中含水,那么缺陷將會非常小且不含雜質(zhì),這將嚴重影響電阻,使得水對電阻幾乎沒有影響。根據(jù)以上特征,可以分析含水量和誤差大小可以達到安全開采的目的。

結(jié)論

通過使用瞬變電磁法,直流電產(chǎn)生等方法可以實現(xiàn)全面的地球物理勘探方法。當(dāng)柱子的輸水條件和結(jié)構(gòu)坍塌時,可以為煤礦提供科學(xué)合作。在采礦過程中分析準確的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)并采取預(yù)防措施,有效避免與礦山有關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害和巨大的經(jīng)濟損失。目前,復(fù)合勘探技術(shù)也正在用于溶解煤礦,倒塌的柱子,建筑物等。合理有效的勘探技術(shù)方法與輸水條件相結(jié)合的特點是投資少、結(jié)構(gòu)簡單、速度快、數(shù)據(jù)處理和解釋方便快捷,可以炭化地下礦山開發(fā)和安全生產(chǎn)可及時提供安全可靠的水文地質(zhì)條件。在礦山水文地質(zhì)調(diào)查中,礦區(qū),塌陷柱,失水現(xiàn)場及其他方面將得到廣泛推廣和使用,加之物探技術(shù)的應(yīng)用也將不斷提高,物探結(jié)果的解釋有多種解決方案和物探結(jié)果解釋應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件,最終將通過鉆孔進行少量驗證。簡而言之,物探方法是目前在煤礦開采過程中重要方式,探索開采過程中隧道的引入和工作面的地質(zhì)是非常有效的方法和手段,基于以上條件可以實現(xiàn)煤礦開采中的還改善,減少安全事故的發(fā)生。