试论水文地质问题在煤矿地质工程勘察中的重要性与优化方法

试论水文地质问题在煤矿地质工程勘察中的重要性与优化方法

李学民

身份证号码211481197106206819

摘要：在地质勘察中，水文地质信息是必备的资料，评价地下水的作用、了解建筑物和岩土体受到的影响，制定可行的地质勘查防治策略，保护岩土工程不受地下水的危害。本文分析了水文地质评价的内容，针对水文地质问题在工程地质勘查中的重要性，总结了水文地质勘察工作中存在的问题和具体的实践方法。

关键词：水文地质；煤矿；地质工程；勘察

引言

我国现代科技水平的不断发展，为煤矿地质测量工作带来全新发展机遇。工作人员通过结合先进的地质测量技术和地质测量设备，可以有效提升地质测量效率和地质勘探质量。

1煤矿开采水灾的发生原因

煤矿采掘时需科学设置矿井，例如考虑煤层下方的地质条件，经过技术可行性论证后选择适宜的矿井布设区域，生成设置方案。地质水源状况是矿井生产中的重点考虑对象，精准采取采掘动作，避免水层发生异常。水层的合理分布状态是稳定在矿井的底层和底层间，但生产中存在底板双层挤压的可能，从而发生矿井透水事故，甚至有大范围的矿井水溢流。在矿井的位置不合理、方法缺乏可行性等多因素的作用下，引发矿井塌方、洪水一系列灾害，严重范围广、危害严重。

2水文地质勘察的优化方法

2.1加强地下水勘查

结合水文地质问题对煤矿地质工程勘查的影响，以及水文地质资料的重要性，在水文地质勘查工作中要改进不足问题，优化水文地质勘查的方法，确保煤矿地质工程勘察活动可以顺利的推进和实施，为后续的煤矿生产活动生产安全奠定基础。在勘察时要重点勘察地下水，解决工程勘察中水文地质方面存在的问题，着重做好地下水勘查作业。水文地质问题是受到水理性质影响出现的，水文性质作为决定性要素，体现出了岩土和地下水之间互相影响的特质关系。工作人员需要在煤矿地质工程勘察的初级阶段，就明确勘察要求，确认勘查的目标和标准，有目的性地展开地下水的勘查作业，了解地下水的水位升降情况、水位升降规律、水压变化、腐蚀情况，采集准确的勘察结果数据。对工程施工中发生的危险状况和风险进行预测，制定切实可行的解决策略、解决方案。在地下水的勘查作业中，要引进先进的技术方法，确保水文地质勘察工作采集的地下水信息全面性、合理性。

2.2构建堵水系统和截水设施

根据前期探查结果获知的富水区域和导水通道的位置，结合力学原理和岩层厚度的基本规律进行性能测试。通过测试分析，将短时间内水压无法下降的区域定为堵水段。确定堵水段后，可以在水害事故发生前就开展堵水工作，实现对地面源头和矿井下未开采区域的两头堵水，从源头上消除水害隐患。对于较浅的煤层，在进行开采时需要事先布设全面的排水设施，在回采作业面旁挖出截水巷，将上部水拦腰截断，有效改善矿井的涌水现象。这样不仅可以减小回采面的承载压力，还能在排水上节约成本，减轻排水压力。将地面导水通道进行封堵后，即使有少量水渗流到矿井深处，也不会对矿井开采工作和工作人员的生命安全造成威胁。

2.3煤矿水文地质勘探工作系统

该系统是由两个独立的地下矿井和煤系巷道组成的人工开采系统。其中一个井为采掘工程，另一个井为排水，其主要功能是将煤巷的水收集起来再进行处理，最后通过排查井将污水排放到指定地点。需要特别注意的是，在实际工作中，地质条件的限制及工作人员的疏忽会导致该系统的勘探效果不理想，出现漏矿，还会造成大量的资源浪费，降低企业的经济效益。因此，要重视该系统的建设，确保其能够发挥出最大作用。此外，还需考虑矿坑深度、周围环境、周边交通状况。随着我国社会的发展进步、科学技术的不断提高，新技术被应用到各个领域，并取得了良好成效，但仍存在对钻孔的质量要求越来越高，而钻孔的数量却不足的问题。

2.4做好施工前的勘测工作

将煤矿建中水文地质灾害防范意识落到实处，前期的准备和勘测工作是必不可少的，此环节对煤矿建设意义重大。在施工前，一般会通过对竖井或斜井进行全方位的深度勘测，对其地质结构内部的水流量和周边含水量进行合理的预测分析，掌握地质水文环境，预先绘制详细的地质平面剖面图以及对地质状况的说明，为后续开展施工打好基础。在实际施工过程中，要结合相关专业人员对水文地质状况的实时跟踪，及时修正预估信息，保障施工工作的顺利进行。如果在勘测过程中发现含水地层，应提前进行超前钻探，对含水地层的位置信息、厚度以及深度等进行全面探测分析，在此基础上制定相应的防治措施，做好预防策略。对于煤矿建设中可能发生的坍塌、滑坡等问题，必须深入勘测挖掘潜在因素，同时还要针对各种极端天气做好预防。

2.5合理留设防漏水煤(岩)柱

在回采工作面防水煤（岩）柱的参数计算与设计中，宜采用垂直剖面的方法。随着开采进程的推进，工作面持续推移，需联合采用巷帮煤层钻场和底板岩石钻场的方法，以便准确界定煤场的边界位置，在此前提下于合适的区域留设防漏水煤（岩）柱。施工方案基于前期勘察结果设计而得，但勘察结果可能存在失准的情况，因此勘察方案在实际应用中可能存在不适性，且随着矿井生产的持续进行，水文地质条件有所变化，原方案可行性不足，此时需结合最新的水文地质条件优化施工方案，确保留设煤（岩）柱可提供良好的防隔水功能。以如图1所示的多煤层开采为例进行分析：确定下层煤开采后的导水裂缝带高度，若上、下两层煤的层间距小于该值，根据最上一层的岩层移动角和煤层间距向下推算，保证下层煤的边界防隔水煤（岩）柱具有可行性，如图1a所示；若上、下两层煤的层间距大于该值，则分别留设上、下层煤的防隔水煤（岩）柱，如图1b所示。

图1多煤层地区边界防隔水煤(岩)柱留设图

图中：H为导水裂缝带上限；H1、H2、H3为各煤层底板以上的静水位高度；γ为上山岩层移动角；β为下山岩层移动角；L1y、L2y为导水裂缝带上限岩柱宽度；L1为上层煤防水煤柱宽度。

2.6计算用水量

对矿井涌水量进行计算，必须要以矿区水文地质条件数据的采集为基础展开，从而构建起煤矿生产矿区水文地质模型，构建具有代表性的数学模型，对参数进行分析，采用合理的方法对矿区的正常用水量和最大用水量进行计算。采取数理统计法、水均衡法、物理模拟法和解析法等方式，对计算方法的使用条件加强掌握。在有条件的情况下，可以同时采取多种方法进行计算和对比，详细的评价计算结果，对用水量偏大的原因或偏小的原因进行分析、论证和计算，确认排水设计中的矿井涌水量参数。结合水文地质勘探技术、勘探手段的发展趋势，要打破单一的测绘技术格局，在矿井水文地质勘探工作中，保留测绘技术、钻探技术、抽放水试验优势的基础之上，利用钻探技术、物探技术、化探技术、抽放水试验、工作面测试等基层综合勘探技术，还要建立概念模型、数学模型，在模拟计算中进行定量评价，了解矿井涌水量计算相关信息，提高煤矿水文地质勘探中的数据准确性。

结语

在岩土工程的研究中，地下水问题是应得到高度重视的关键问题之一。在地下水问题的研究中，工作人员要对地下水位进行准确的勘查，获取可靠、全面的地质资料，提高对岩土体潜在能力的利用效率。可以在工程勘察中，防范地下水对岩土工程可能带来的危害，切实提高水文地质工作水平、强化煤矿地质工程的勘察安全性。

参考文献

[1]李晓栋.水文地质问题在煤矿地质工程勘察中的重要性探讨[J].科技风,2020(12):123.

[2]张同春.水文地质问题在煤矿地质工程勘察中的重要性思考[J].百科论坛电子杂志,2020(11):404.