煤矿水文地质勘探中地震勘探的运用范文

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摘要：

煤矿水文地质条件较为复杂，水害防治整体的工作压力较大，为煤矿的安全生产埋下了重大的安全隐患，需采用有效手段将地震勘探合理引入煤矿水文地质勘探和水害防治过程中。对地震勘探在煤矿水文地质勘探和水害防治中的应用等方面展开深入探讨，为相关研究工作提供一定的参考信息。

关键词：

水文地质勘探；地震勘探；水害防治；经济效益；参考信息

0引言

为保证煤矿企业安全生产不受影响，技术人员需要在开采过程中首先对矿区水文地质条件进行深入分析，采取可靠的地质勘探技术手段分析矿区整体地质条件，为后续煤炭开采活动顺利开展提供可靠保障。同时，受地下水等自然因素的影响，煤炭企业整体的经济效益受到了一定影响。水害防治的投入成本较大，水文地质勘探的技术要求非常高，直接影响矿区生产效率[1]。

1煤矿水害的主要表现形式

1.1矿井中存在积水的危害煤矿企业在正常作业过程中，矿井中存在一定量的积水，影响作业区的生产效率。这种矿井充水的煤矿水害产生原因较多，主要包括如下几个方面：

a)断层间的构造水。矿井内断层体积较小，断层数量相对较少，不同的含水层对于煤矿的正常生产有一定影响；

b)采空区积水及废弃小窑积水；

c)地表水及自然降水。当自然降水较多，地表水含水量较大时，会加快矿井涌水量上升的速度，为矿区正常生产埋下一定的安全隐患；d)砂岩含水层水害；e)陷落柱易导水。除此之外，矿井内部岩土层缝隙、岩溶、顶板破裂等也会导致矿井充水现象的出现[2]。表1所示即为不同煤层采空塌陷产生的导水裂隙带高度。

1.2古近系地质结构的危害古近系的地质结构较为复杂，砂岩较为丰富，含水性较强，特殊地段地质构造很容易出现地表断裂的现象，此时附近的河床地表水及自然性降水将会不断流入这些地表层，形成含水性较多的砂岩层。当砂岩层全部覆盖在煤炭层上面时，加大了煤炭开采难度，对于具体的开采技术提出了更高要求。当古近系砂岩含水层较多时，将会造成煤炭开采过程中突水现象的出现，容易引起重大的安全事故，这种特殊地质层突水量较大时，将会直接淹没矿井，阻碍矿区生产作业顺利进行[3]。

1.3第四系松散层的危害第四系松散层主要是指粘土层、砂砾层等，这些层的内部结构受到相关作用力的影响，内部地质构造整体平衡性被打破，造成了第四系松散层内部结构不稳定现象。当风化带的隔水层柱断裂时，流沙、泥流等各种含水物质将会不断涌入矿井内部，出现地面塌陷的现象。矿井内涌入的大量积水将会不断冲击井下作业区，导致作业面整体结构遭到破坏，堵塞巷道，当流沙等物质涌入矿井的总量不断增大时，将会淹没矿井。

2水文地质勘探的主要内容

矿井在正常使用过程中，岩溶的作用力将会引起矿井底板突水现象的出现。为保证煤矿企业正常生产，需要开展水文地质勘探活动。通过分析开采区地质构造特点，确定矿区地质构造条件，为后续水文地质开展工作的顺利进行奠定坚实的基础。水文地质勘探的主要内容包括：

a)利用相关技术手段分析矿井突水现象出现的原因，并找出相关影响因素；

b)分析矿区内部气压与水的气压之间的相互影响，掌握地质断裂构造的发育规律；

c)总结矿区的岩溶形成条件、隔水层厚度及岩性变化规律，并综合评估井下含水层水位的动态变化，丰富勘探内容，为后续勘探工作的顺利开展提供可靠的参考依据。

3地震勘探在煤矿水文地质勘探和水害防治中的应用

煤矿井下作业生产区水害现象的出现，需要准确地判断出导水通道的具体位置，及时消除相关因素的影响，保证矿区生产作业正常进行。利用地震勘探的相关理论，能够为矿井内部地质条件、岩性的变化规律、岩溶特点、断裂层的形成原因等方面提供可靠的参考依据，提高煤矿水文地质勘探与水害防治工作的整体效率[4]。地震勘探技术对于矿区内的异常结构敏感度较高，对于巷道的开通状况、岩层断裂等提供了重要的参考信息。利用地震勘探技术能够对落差在5m之内的断层做出详细说明，利用计算机处理系统可以显示出矿井内部褶曲分布状况，确定岩性变化的客观规律。由于水文地质勘探需要对引起水害发生的原因做出必要解释，而采用地震勘探技术可以客观地反映出矿区陷落柱、采空区等不同区域的整体分布形态。同时，不同煤层之间的合并情况、煤层厚度变化、底板水文地质特点等也能够利用地震勘探的相关技术手段进行分析。二维地震勘探技术主要是利用数字化的方式对矿区地质条件进行全方位剖析，确定出地震时间剖面，并对矿区地质构造做出充分说明。二维地震勘探能够反映出矿区10m之内的断层变化，并确定断点位置。为了将煤层底板的深度误差控制在2%之内，需要利用二维地震勘探技术确定10m左右的褶曲[5]。在此技术上，利用三维地震勘探技术能够对三维空间内煤层构造、岩性的变化、确定煤矿开采区位置提供可靠的参考信息。矿区水害防治对于主巷道整体布局有着严格的要求，利用三维数据的动态变化，能够及时显示出水害发生时矿区的地质结构变化，提高技术人员处理实际问题的工作效率。利用三维地震勘探可视化技术手段，可以解决煤矿作业区的一系列问题，主要包括：

a)确定出新生界的厚度，具体的深度误差保持在1.52%作业范围之内；

b)对5m之内的褶曲幅度变化提供可靠的参考信息，为巷道突水问题预防机制的构建提供可靠的参考依据；

c)查明陷落柱发生的具体原因。由于反射波空白带的存在，导致矿区生产作业中容易出现塌陷漏斗的现象。此时陷落柱边缘存在着异常的扰曲反射波，利用三维地震勘探可视化技术可以通过查找结合水相干方差切片的具体位置，确定陷落柱的大概范围。陷落柱在地震剖面上的示意图如图1所示。

4结语

地震勘探理论体系较为丰富，相关技术手段能够为水文地质勘探工作的开展及水害防治措施的顺利实施提供必要的参考依据。地震勘探的相关技术手段为矿区水文地质条件的深入分析提供了重要的参考信息，丰富了水文地质勘探工作内容，拓宽了矿区水害防治的工作思路，有利于提高煤矿企业生产效益。因此，研究地震勘探在煤矿水文地质勘探和水害防治中的应用，具有重要的现实参考意义。

参考文献：

［1］张大礼.关于煤矿水文地质特征及矿井水害防治的研究［J］.广东科技，2014(18)：136-137.

［2］王瑞华.李粮店煤矿水文地质特征研究［D］.焦作：河南理工大学，2010.

［3］曾凡品.煤矿水文地质特征与矿井水害的防治技术论述［J］.能源与节能，2014(12)：77-78.

［4］邓书生.浅谈煤矿水文地质特征与矿井水害的防治［J］.科技致富向导，2013(6)：256.

［5］倪宇东.可控震源地震勘探新方法研究与应用［D］.北京：中国地质大学，2012.．

作者:高鹏 单位:山西煤炭运销集团马家岩煤业有限公司