水文地质在煤田地质勘查中的应用探讨

水文地质在煤田地质勘查中的应用探讨

摘要 所谓的水文地质就是自然界中各种地下水的变化和运动现象。由于水文地质和工程地质二者关系极为密切，互相联系和互相作用，水文地质在地质勘查中显得尤为重要。鉴于思想认识的不足，忽视了对这一环节工作的认识，所以导致煤田勘查中各种安全事故频发，究其原因就是因为水文地质的因素导致的。严重的可能影响到煤田勘查工程的施工进度和工程成本的投入；水文地质在工程地质勘查中十分的重要，但是也是最容易被忽视的一个问题。因此，必须加强对水文地质在煤田地质勘查中的应用措施。

关键词 水文地质；煤田地质；地质勘查；勘查应用

1 导言

地下水属于岩土体的一部分，对岩土体工程特性有着直接影响，又是基础工程不可替代的环境，影响建筑物的抗震性和耐久性。尤其是在一些水文地质状况较复杂的地区，由于工程勘查过程中对水文地质问题研究不够重视、不够深入，且在实际煤田地质施工中，多数勘查人员对于工程及场地的要求、地基的基本条件等都不够重视，忽略了水文地质在煤田工程勘查的重要意义。因此，要把握好工程勘查中水文地质勘查问题，不仅需要掌握全面的理论知识，还应有科学准确的方法和技术做支撑，保证水文地质中的每一项参数是精确的。

2 水文地质与煤田地质

2.1 水文地质

淮南煤田位于华北平原南缘，为近东西向的复向斜构造盆地，水文地质条件受区域构造及新构造运动的控制，深、浅层地下水存在明显的差异。煤田基岩水文地质条件受淮南复向斜南北两翼阜风断层、舜耕山断层和尚塘集～明龙山断层等三条走向逆冲断层控制，将复向斜盆地切割成南、北、中三个水文地质单元（见图1）。中区是复向斜的主体，南北夹挟于尚塘明龙山断层和阜凤逆冲断层之间，东以新城口长丰断层，西以阜阳深断裂为界。自东而西包括潘一、潘二、潘三、潘北、朱集东、朱集西、张集、顾桥、顾北、谢桥、刘庄、杨村、板集、口孜东等多对矿井。区内为松散层全覆盖。基岩含水层因南北两翼逆冲断层的阻水作用，切断了裸露区的水源补给，加上区域性斜切断层的分割，构成了封闭型的水文地质单元，地下水以储存量为主，基本处于停滞状态。

2.2 基本构造特征

淮南煤田总体呈复向斜形态，轴向北西西～东西。复向斜轴部地层平缓，由一系列宽缓褶曲组成，谢桥古沟向斜、陈桥背斜、潘集背斜为其主要构造单元。东西向构造和北北东向构造组成了本区的基本构造格局。刘庄煤矿位于淮南复向斜中的次一级褶皱——陈桥背斜之南翼，为一轴向北西西向的略有起伏的不完整

宽缓向斜，即谢桥向斜。矿井位于谢桥向斜北翼，地层倾向南，倾角10°～20°，以F5、F12斷层分别为东、西部边界，区内无岩浆岩侵入，构造复杂程度属中等。见图2。

2.3 褶曲

井田主体构造属谢桥向斜的两翼，次一级褶曲不甚发育，仅在F1推覆体的断夹块内褶曲发育，呈不对称紧密褶曲。

2.4 断层

矿井共组合断层406条，其中正断层395条，逆断层11条。按落差划分：≥100m的12条，50～<100m的13条，30～<50m的24条，20～<30m的33条，10～<20m的105条，5～<10m的91条，<5m的128条。

北西向断层组与北东向断层组均系斜切断层，两者呈锐角相交，F1断层组与区域主导构造平行，可见三组断层是在统一的区域应力场中，受由南向北的侧向挤压而先后形成的推覆构造、谢桥向斜、陈桥背斜及其配套的共轭剪切断层。另有东西向断层54条，南北向断层32条，表现都很弱[1]。

3 水文地质在煤田地质勘查中存在的主要问题

3.1 缺乏水资源

一般煤炭资源越丰富的地区，水资源分布也就越少，如北方地区的煤炭资源占全国煤炭总量的90%以上，但是水资源仅占30%，像山西、陕西这些煤炭资源丰饶的地区，水资源比例却不足10%。在煤田开采过程中，一些开采项目需要借助水利工程完成，一些小流域的水资源无法满足实际生产需求，这也制约了当地煤炭行业的快速发展。改革开放之后，我国煤田地区的水文地质勘查水平还相对比较落后，我国现有的大型煤矿，日均耗水量高达297 mm3，但是实际供水却仅有150 mm3，可见，我国许多地区的煤田开采都面临着水资源不足的窘状。

3.2 水害事故威胁

我国北方的煤田开采普遍面临地下水害风险，而且随着开采深度的不断增加，水害问题会更加显著。地下含水层中约有200 t的煤炭资源，在开采过程中，稍有不慎就会导致水害的发生，给地下开采人员带来极大的人身威胁。在过去的20年时间里，我国有上百个煤矿发生过不同程度的水害事故，死亡人数较多，给社会造成了难以弥补的损失。一些煤田开采企业没有重视到水文地质勘查的重要性，增加了煤矿地下开采的风险系数，刘庄煤矿矿井及东区1煤底板太灰、奥灰以及寒灰顶部弱富水性，由于区内未疏放灰岩水，灰岩水位较高，高水压、较薄隔水层是影响1煤安全开采的主要不利因素之一，刘庄矿井灰岩抽水实验单位涌水量情况见表1。

3.3 矿区环境受到严重污染

煤田地区的开采工作使得深水层的地下水位上升，但是浅水层的饱水面积却不断缩减，长期抽水使开采区域上层路面发生大面积的塌陷，而且还导致当地的水资源更加贫乏。据有关资料显示，我国由于不合理开采行为造成的塌陷路面面积已高达60万km2，而且沉降面積每天还在以惊人的数字持续增长，煤炭开采地区的自然环境也受到严重影响，尤其在西部这些生态环境本身较差的地区，再加上水资源的日益缺乏，为当地居民的正常生活和经济发展带来了严重的负面影响[2]。

4 工程勘查中发挥水文地质作用的有效对策

4.1 建立健全完善的施工管理制度和技术

首先应当建立完善的管理制度，熟练掌握地质勘查的具体流程以及施工目的，带动水位地质勘查工作朝着标准化和规范化的方向迈进；其次，对于地质勘查中运用的施工技术应当高度重视，根据相关规章制度做好勘查准备工作，布置好施工勘查的位置，不断提升勘查水平，整理好勘查数据和资料，数量掌握信息技术的运用，对结果的准确性有明确的把握，能够更好地指导施工。此外，还要注重研究适合本地区的勘查方法，不能盲目引进先进成熟的勘查技术，有些勘查技术和方法可能未必适合本地区的实际情况。要求技术人员应当加强对自身的学习。4.2 促进工程勘查操作流程的规范性

水文地质勘查水平的提高离不开先进的勘查技术作为保障，这也是促进煤炭行业持续发展的关键所在。因此，在煤田地下勘查工作中，应当重视引进先进技术，研发适合本地区的勘查技术，借助科学的力量提高勘查工作的准确性。在地质勘查之初，对于施工人员和各种仪器设备都应进行合理的安排，勘查计划的编写应当明晰，保证勘查工程的任务被具体下达。水文地质的勘查应严格按照规范流程进行，现场的数据记录在案。遇到地质条件复杂的状况，应当多方进行分析研究，综合运用多种方法，保证结果的准确，指导地质勘查施工的顺利开展。

4.3 不断提升工程勘查人员的综合素質和专业技能

煤田工程勘查技术人员的素质高低和技能专业程度在很大程度上对勘查结果的准确性产生着影响，所以加强勘查队伍建设意义重大。必须建立一支高素质的勘查队伍，人员不仅能够胜任工作，还能满足每一项的操作规范及要求，尽可能降低违章事故的发生。勘查单位在这方面起着引导作用，所以应当建立完善的人员培训管理制度，定期或者不定期对技术人员进行技能培训与考核，将考核结果与其绩效相挂钩，促进员工学习先进的积极主动性，在履行好自身职责的前提下，保障水文地质勘查工作的有序开展。还应当数量掌握计算机的操作，提高工作效率，用计算机对各种数据进行处理，对于勘测精度也是有效的提升[3]。

5 結束语

综上，由于在进行水文地质勘查时工程勘查人员仅仅是对水文地质进行简单的分析并没有深入调查水文地质与岩土工程有何种关系，这对于煤田地质勘查工程产生的社会经济效益都会大打折扣。我国煤田在实际的开发过程中，存在较多的问题，其中一项较为突出的问题就是水文地质问题，严重地影响煤田地顺利开采。因此，在煤田勘查过程中，加强对水文地质的勘查研究，就会有效促进工程项目设计的科学合理，保障勘查工程项目的稳定发展，其意义重大。

参考文献

[1] 李志远.刍议工程地质勘查中水文地质的问题[J].科技创新导报，2014，（32）：75.

[2] 刘承宏.水文地质问题对工程地质勘查的影响要点研讨[J].科技资讯，2014，（29）：119，130.

[3] 孔祥乐.探讨当前工程地质勘查中的水文地质问题[J].科技与企业，2013，（22）：179.