復合勘探技術在煤礦水害防治中的應用探究

貴州省煤田地質局 貴州 貴陽 550081

1 引言

復合勘探技術在技術實施層面上,具備效率、經濟、精確性等的基本要求,為提升礦井作業安全,有效防控煤礦的水害問題,積極探索有效的方式,能實現在工作開展中,獲得較高的實施指導價值,全面提升了水害防控能力。

2 復合勘探技術概述

復合勘探技術通常是指依賴定向鉆進的勘察手段技術,其能以良好的鉆進勘察優勢,在煤礦物探中發揮積極作用,該項技術為提升勘探的效率和精確度,通常分為物探技術以及精確定向鉆技術,物探技術注重大范圍的目標區確定,精確定向鉆技術主要是能提升探測的精確性,確保在復合勘探技術的保障上,充分滿足實際的勘察探索需求。

2.1 礦井物探技術 礦井物探技術具有探查成本低、可探查范圍廣、效率高等優勢特點,其主要是利用電磁探查、超聲波探查、地質雷達、地震探查、瑞利波探測等方式,提升探查效率的同時,能快速識別被探查地區的基本情況,基本的原理大多為人為發射各種信號波或者通信機制,根據其在不同地質條件下的不同反應表現,獲取接受端的科學數據接受,能大體上在數據整理、技術分析判斷的前提下,獲得較為可靠的物探結果,從而為鎖定精確勘探的區域范圍提供重要指導依據。

2.2 定向鉆進技術 定向鉆技術一般需要通過必要的位置識別設備,實時探查鉆孔傾角、方位角度,確保位置精確。同時依靠孔底馬達鉆孔,配置必要的測量設備,從鉆桿內部引出導線,實現鉆進過程中的數據可靠傳遞、輸出,有效分析不同鉆孔位置下的地質情況,為提供精確數據分析,提供可靠依據。定向鉆進技術往往能實現在鉆進過程中,具備較高的精確性保障,以精確鉆進勘察的方式,大量的節約了勘察成本,提升了實際的勘察效果。

3 某礦井水文地質條件分析

某礦井降水量多集中夏季,冬季降水量較小,最大月平均降水量為169.2mm(6月份),最小月平均降水量為20.2mm,全年平均降水量1126.71mm；多年平均相對濕度為78%。區內水系屬長江水系烏江支流,礦區內地表僅有花灘河,自礦區西南部花灘流入礦區,該河流流經礦區中部,至東部寄馬莊流出區外,該河流長年有水。區內其他溪流地表水全部排往花灘河流,其中最大的支流為天生橋煤礦南部與新寨之間的溪溝。區域內巖層主要為碳酸鹽巖和碎屑巖兩大類。礦區地貌屬高原地貌,地形相對簡單,以中低山為主,內部多緩坡,地勢為西北高、東南低。因受區域性地質構造和巖性控制,山脈走向大多與構造線一致。受地層結構復雜的影響,地層中多存在較大的承壓水區、滯水區等隱患,影響礦井作業等的安全。礦井施工過程中,多存在充水含水層,受地層中承壓水層的影響,在煤礦礦井的施工過程中,不斷的地層擾動、承壓水層上部覆土、煤礦開挖,導致承壓水發生突涌、地層發生失穩的影響較大,導致在實際的施工過程中,可能存在較大的水害問題,影響礦井的作業安全。

4 復合勘探技術在煤礦水害防治中的實際應用分析

進行煤礦水害防治,是進行安全礦井施工的必要前提,在實際的水害防治過程中,有效引入復合勘探技術,充分利用其復合勘探中的物探技術,確定施工區域范圍內,礦井地下水害的主要層位、范圍及空間分布,同時應用精確定向鉆技術,獲取更加詳細的水害分布信息,更加可靠的制定有關的防治措施方案,應保障在復合勘察技術的實施過程中,具備較高的承壓水、地層滯水勘察識別能力,更能以精確的勘察手段,為落實各種有效的水害防止措施提供必要的依據。提升復合勘探技術在煤礦中的應用能力,是解決煤礦水害問題的有效手段。

4.1 技術準備和實施 本次復合勘探技術采取的音頻電透技術,采取單極、偶極設計,將信號發射機與接受機設置為50m和10m的距離,為定向鉆技術提供差異性的技術實施依據參考,獲取有效的比對數據。復合勘探技術實施之前,做好必要的準備工作,主要是設置有效、可靠的導排水通道,同時配置必要的抽水設備,提升實際的不良水害問題應對能力,同時在地質條件不良的環境下,采取必要的地質加固手段,安裝孔口控水閘閥,鉆孔的設計主要做好彎曲軌跡的可靠計算優化工作,施工中嚴格按照設計要求進行,檢查復測孔位位置,控制測量的垂直度,同時做到在施工過程中,持續觀察鉆桿、設備、讀取數據等的穩定可靠情況,同時做好取樣和分析化驗工作。

4.2 應用結果分析 對于復合勘探技術的水害勘察結果分析,主要是利用音頻電透技術獲取必要的數據資料,結合三維虛擬仿真系統,繪制勘察數據結果,提升對數據資料的真實可靠反應能力。一般進入異常區后,隨著水壓增加,其會導致單位鉆孔的出水流量顯著增加,一般以水位高度,測量對應水壓,技術實施過程中,存在進入含水層之后的水壓突然增大現象,存在一定的地層不穩定影響隱患,同時出水量提升,需要具備較高的排水能力。更具持續定向鉆進,分析水壓和出水量,對潛水深度、位置、壓力有了較高的確定性,為后期的加固施工、開挖作業提供可靠安全依據。

5 結語

復合勘探技術在煤礦水害防治應用過程中,需要做到在技術實施的各個環節充分優化,具備較高的煤礦水害防控能力,全面落實可靠的技術手段,規避不良技術實施隱患,以達到較高的技術實施效果。