水文地質物探在煤礦探放水工作中的應用

李婷

（江西省煤田地質局普查綜合大隊 江西南昌 330000）

水文地質物探在煤礦探放水工作中的應用

李婷

（江西省煤田地質局普查綜合大隊 江西南昌 330000）

隨著我國煤礦事業的快速發展，對煤礦探放水工作也提出更高的要求。然而實際開展探放水工作中，本身面臨一定的難題，如礦區中構造水、老空積水等區域劃分，且對于不同區域情況，采取的物探方法也不盡相同，要求結合煤礦探放水工作實際要求合理運用水文地質物探方法。本文將結合某區域地質情況，對防治水工作中地面物探、井下物探的應用進行探析，在此基礎上提出水文地質物探應用下的注意事項，為實際探放水工作的開展提供參考。

探放水；水文地質物探；應用；注意事項

前言

作為煤礦開采中的技術難題，探放水工作的開展是否有效將對鉆探工作的開展帶來極大影響。以以往鉆探中的煤礦透水事故為例，其產生的直接原因可歸結于煤礦探放水工作不合理。這就要求將水文地質物探引入其中，對于探放水工作的改善可起到明顯作用。但如何發揮水文地質物探的應用優勢，成為當前困擾探放水工作開展的主要難題。因此，研究煤礦防治水中水文地質物探的應用，有十分重要的意義。

1 區域地質情況分析

本文在研究中主要選取某地區作為實例，其水文地質較為復雜，且有較多大小河流存在。而在地下水方面，主要以松散巖類孔隙水、基巖裂隙水以及碳酸鹽巖溶水等為主。從含水層看，包含松散巖類、組砂巖裂隙以及石灰巖巖溶裂隙等含水層組。實際開展開采工作中，由于區域以往開采中存在私挖亂采等情況，這樣在水文地質資料上也表現出缺失狀態。實際開展防治水工作中，要求以物探、鉆探作為基礎，在此基礎上完成深掘分離等工作。而整個工作的開展，要求充分做好水文地質探查、巷道頂底板構造探查等，而其中可應用的技術以礦井電法技術為主，其強調在治理煤礦水患中將高分辨電法儀引入其中。因此，在具體開展探測中，考慮將高分辨電法儀應用的基礎上，引入其他如Terra TEM瞬變電磁儀，可使探測效果達到最佳[1]。

2 防治水工作中地面物探的應用分析

對于探放水工作的開展，在應用水文地質物探中，主要考慮采取地面物探方式。該方法應用下強調對煤礦全區探測時，通過瞬變電磁儀實現，保證區域中的積氣分布、積水分布等被有效探測，這樣在做好前期分析工作的基礎上，可使水害的預防目標得以實現。實際開展物探勘查工作中，將瞬變電磁儀引入，主要需從三方面內容著手，包括：①在對采空區范圍確定的基礎上，結合積水范圍完成積水量的確定。②結合區域地質情況，對斷裂構造發育程度進行分析。③對石灰巖含水層、砂巖含水層等厚度進行判斷，并分析不同含水層的實際分布情況。在瞬變電磁儀應用下，其獲取的探測結果如圖1所示。

圖1 瞬變電磁儀應用下測試結果

根據該測試結果可發現，對于深度超出850m的情況，其在15～41點之間保持極高的視電阻率值，在采空后出現的塌陷情況反映出來。而對于850m深度附近，其所表現出的電性反映情況，是砂巖含水層的具體體現。同時，從測試結果中也可發現，區域中有非積水區的存在，此時的視電阻率集中于前兩者之間，其實質是對含煤地層段的體現。

在具體探測過程中，可結合實際采空區情況，發現地面物探應用下所測的誤差能夠保持在50m以內。加上高分辨電法儀在掘進中的應用，能夠有效完成巷道物探過程。假若將鉆探、物探方法同時使用，采空區中的積水可被排放出去，有利于防治水目標的實現。因此，在防治水工作開展中，將地面物探引入可起到明顯的效果。

3 防治水工作中井下物探的應用分析

防治水工作開展中，除做好積水范圍、采空區分布情況等探測外，也要求做好井下探水工作。該探測過程中考慮在利用高分辨電法儀的基礎上，將TEM瞬變電磁儀引入其中，這樣可使礦井掘進面積水被有效探測。

3.1 超前探水中井下物探的應用

鉆探過程中，企業主要將鉆機應用于主斜井前下方，以此為起點開展鉆探工作。具體操作時，要求在掘進9m的位置上，將探放水鉆機裝設于工作面處，且在工作面處進行四個鉆孔的設置，保證各鉆孔在直徑上保持60mm。其中在一號孔處，其以-22°作為鉆探角度，分別對21m、27m與30.5m鉆探深度進行觀測，可發現各自涌水量分別保持為20m3/h、30m3/h、40m3/h。對于-32°鉆探角度，其為二號孔，觀察19m與20m鉆探下涌水情況，主要表現為30m3/h與40m3/h。在三號孔處，以-29°為鉆探角度，其在20m鉆探下有1m3/h的涌水量。而四號孔處，以-28°為鉆探角度，在30m鉆探下，此時的涌水量為5m3/h。此時考慮將高分辨電法儀引入其中，可得到相應的鉆探結果，具體如圖2所示。從該測試結果便可發現，其最終測定的涌水情況，與實際鉆探要求相吻合。

圖2 鉆探結果示意圖

3.2 TEM物探測試的成效分析

物探測試過程中，考慮在應用瞬變電磁儀的基礎上，將MTEM2.0系統引入其中。測試時主要以電磁場方向為依據，探測煤層底板、頂板。其中個測點以底板30°、頂板30°、水平順層0°作為線框法線方向。通過實際測量能夠發現，一般在發射電流關斷影響下，瞬變電磁儀很可能有探測盲區存在，主要集中于10～20m淺部處。對此，在物探作業開展中將范圍界定在15～100m。測試時發現在頂板30°方向處，存在低阻異常情況，此時對異常情況產生的原因進行分析，其極大程度因斷層導水而產生，整個斷層中潮濕、含水等問題較為明顯。而在探測過程中從順層方向開展，也有低阻異常情況存在，其產生的原因與頂板30°方向異常相同，主要表現在斷層導水方面。假若在探測過程中，以底板30°方向為標準，沒有低阻異常問題存在，此時可判定該區域不存在大面積富水情況。從整體探測情況看，斷層導水情況出現的位置應介于60～90m處，且為正前方方向，有可能含水較多。因此，對于順層方向、頂板方向，實際開展煤礦作業中，應保證鉆探工作謹慎展開。由于這些部分有斷層導水的存在，其出水量也較高，這樣探放水時也會有較大的排水量，做好排水工作，可使煤礦生產更為安全[2]。

4 煤礦防治水工作中水文地質物探應用注意事項

煤礦防治水工作中，水文地質物探的應用效果極為明顯，可考慮在探測礦區水文地質時將井下物探、地面物探共同引入其中，這樣所得到的判斷與預測結果將更為準確，為實際探放水提供有效參考。但實際引入水文地質物探方法中，仍有較多需注意的問題，具體表現在：①在水文地質勘探時，若應用瞬變電磁儀，還需有高分辨電法儀作為配合，這樣能夠獲取瞬變電磁實際探測結果，再將高分辨電法儀在巷道物探中的結果引入，能夠得到具體的探測結果。將兩種探測結果結合，對煤礦安全生產可提供有效參考。②在井下物探方法應用中，應注意使其在不同地質構造探測中的應用效果發揮出來，如導水與含水構造、斷裂破碎帶、巷道底板與頂板隔水層等。同時，對于探放水工作中涉及的采空水、采空區敏感情況以及突水點問題，都可將井下物探方法引入，保證探放水中有井下物探結果作為參考。③在水文地質物探方法應用下，其中涉及的瞬變電磁儀、高分辨電法儀在完成井下物探工作后，也可通過鉆探水機具驗證，保證探測結果更為準確，這與防治水中物探與鉆探開展下，探掘分離的要求相吻合，有利于煤礦透水事故的控制[3]。

5 結論

水文地質物探方法的應用是提升煤礦探放水工作水平的重要途徑。實際引入水文地質物探方法中，應注意結合區域實際地質情況，在防治水工作中將地面物探、井下物探引入其中。本文在研究中發現，將兩種方法共同應用下，對于防治水工作的開展可起到明顯作用，因此在未來探放水工作中，可將這些方法引入。

[1]贠國棟.水文地質物探在煤礦探放水工作中的應用[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2015，03：288～289.

[2]李衛平.水文地質物探在煤礦探放水工作中的應用[J].山西煤炭，2014，34（06）：30～32.

[3]劉飛虎.綜合物探方法在煤礦水文地質中的應用分析[J].煤礦現代化，2013（02）：84～85+88.

TD745.2

A

1004-7344（2016）15-0170-02

2016-5-12