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摘要：從勘探方法與局限性兩方面對傳統(tǒng)礦區(qū)水文地質(zhì)勘探技術(shù)進(jìn)行分析，幫助讀者明確傳統(tǒng)技術(shù)中需要完善的內(nèi)容。重點(diǎn)探討綜合地質(zhì)勘探技術(shù)適用范圍，以及功能實(shí)現(xiàn)的原理，應(yīng)用微動(dòng)測探技術(shù)能夠節(jié)省勘探所用時(shí)間，工作任務(wù)完成質(zhì)量也會(huì)有明顯的提升。

關(guān)鍵詞：煤礦；水文地質(zhì)；勘探技術(shù)

1傳統(tǒng)水文地質(zhì)勘探

1.1地質(zhì)勘探方法。針對地下巖石性質(zhì)以及水文情況展開的勘察任務(wù)，能夠幫助提升煤礦開采方案的科學(xué)性。水文勘察要從以下幾方面來進(jìn)行：首先是是否發(fā)生過地質(zhì)災(zāi)害，通過觀察巖石層的斷裂情況能夠達(dá)到目標(biāo)，地質(zhì)災(zāi)害對水文變化也存在一定影響，并且?guī)r石斷裂區(qū)域在采礦階段需要采取安全加固措施。其次是判斷造成水文突變的因素，更全面的了解礦區(qū)的地質(zhì)特征，便于采礦階段對基層滲透進(jìn)行防治。地質(zhì)深層的壓力也對水文情況影響嚴(yán)重，采礦時(shí)這一壓力會(huì)發(fā)生改變，因此在勘察階段就要計(jì)算出壓力控制范圍，確保采礦任務(wù)能夠高效進(jìn)行。

1.2傳統(tǒng)方法的局限性。傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探技術(shù)中，只是通過鉆孔測量來判斷水文情況，雖然也能夠得出地下水文深度，但結(jié)果卻不具備全面性。工作人員只能借助這種方法來判斷巖石層的含水情況，并具體的區(qū)域并不能詳細(xì)了解，并且對人力資源需求量大，鉆探過程也會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間。礦區(qū)基層的水文地質(zhì)情況是不斷變化的，傳統(tǒng)技術(shù)手段勘探時(shí)間長，并不能實(shí)時(shí)的反應(yīng)基層情況，因此不利于在水文勘察中使用。這種勘探技術(shù)使用與規(guī)模小并且基層地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單的煤礦區(qū)域，對于日漸增大的采礦需求，已經(jīng)出現(xiàn)了落后現(xiàn)象。各類突水因素在突水過程中的作用相互交替變化，如：斷層導(dǎo)水型突水，構(gòu)造的突水機(jī)理起到了主導(dǎo)作用，而底板破壞型突水，采礦動(dòng)壓是突水的關(guān)鍵因素。因此，要防止底板突水，就必須對各類突水因素進(jìn)行全面探查，才能有效的防止水害事故的發(fā)生。對水文地質(zhì)條件的探查，采用單一的探查方法顯然是不夠的。

2采用綜合方式進(jìn)行地質(zhì)勘探

2.1采區(qū)地面地震勘探。在對采礦區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測時(shí)，應(yīng)用電子信息技術(shù)能夠有效提升結(jié)果的精準(zhǔn)度。對基層巖石的破裂情況進(jìn)行調(diào)查，并記錄測量得到的數(shù)據(jù)結(jié)果，這樣后續(xù)地質(zhì)分析時(shí)也具備參考資料。礦區(qū)地面勘察是最先進(jìn)行，通過觀察測量地面巖石結(jié)構(gòu)，來判斷是否發(fā)生過嚴(yán)重的地震災(zāi)害，以免影響到后續(xù)采礦任務(wù)的順利進(jìn)行。地震勘探主要針對斷裂層來進(jìn)行，通過測量數(shù)據(jù)的分析，以及斷面觀察，可以確定地震災(zāi)害對地質(zhì)層影響程度，并積極的探討解決方案，采礦時(shí)避開斷裂層開挖。同時(shí)本階段的主要工作也是進(jìn)一步查明采區(qū)范圍內(nèi)的小構(gòu)造，包括落差5m左右的斷層、陷落柱和采空區(qū)的空間分布形態(tài)，根據(jù)采區(qū)銜接的要求，應(yīng)提前布置實(shí)施。面物探方法較礦井物探方法施工簡單，探測效率也高，但受到地表?xiàng)l件的限制。在地表?xiàng)l件允許的前提下，三維高分辨率地震勘探技術(shù)是首選方法。

2.2微動(dòng)測深勘查。微波振動(dòng)來判斷斷裂層的深度，在新型勘探技術(shù)中常常會(huì)使用到，該技術(shù)在使用階段不會(huì)受到水文因素的干擾，能夠直接到達(dá)指定區(qū)域，并將結(jié)果反饋到系統(tǒng)中。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，會(huì)將反饋波形重新翻譯，以數(shù)據(jù)的形式出現(xiàn)。微動(dòng)是一種在時(shí)間域和空間域都極不規(guī)則的震動(dòng)現(xiàn)象。根據(jù)波動(dòng)理論，微動(dòng)記錄既包含有體波也包含有面波。由于在大多數(shù)情況下，微動(dòng)的震源是在地表面或海底面，在微動(dòng)中的面波成分相對于體波成分來說占絕對優(yōu)勢，微動(dòng)測深勘查方法就是利用這一占絕對優(yōu)勢的面波來反演地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法。同時(shí)，依據(jù)觀測形式的不同微動(dòng)測深探查主要分為以下幾種形式：1）單點(diǎn)勘查。單點(diǎn)勘查方式觀測臺(tái)陣，一般由兩個(gè)不同半徑的同心圓（內(nèi)接正三角形）組成，在圓心和圓周上內(nèi)接正三角形頂點(diǎn)處各設(shè)置一套微動(dòng)觀測儀。這種觀測方式勘查深度與臺(tái)陣的大小成正比。根據(jù)勘查深度的要求，可采用由3個(gè)或3個(gè)以上不同半徑的同心圓組成觀測臺(tái)陣；2）測線勘查。在煤田勘查這種大面積勘探中，單點(diǎn)勘查已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)要求?？刹捎脺y線（剖面）觀測系統(tǒng)，獲得S波速度剖面成果圖。在測區(qū)內(nèi)按一定間距布置這樣的測線，可實(shí)現(xiàn)二維微動(dòng)測深勘探，并反演測區(qū)三維S波速度結(jié)構(gòu)，結(jié)合鉆孔及其它地質(zhì)資料，可進(jìn)一步解釋速度異常區(qū)域的地質(zhì)意義；3）平面探查。在礦區(qū)或者要求更精細(xì)的勘探，在儀器數(shù)量足夠多的情況下可采用平面觀測，并反演測區(qū)三維S波速度體，從而圈出速度異常體或者面。

2.3井下鉆探及綜合物探。在放水試驗(yàn)對主要含水層的富水性達(dá)到宏觀控制（礦井、采區(qū)）的基礎(chǔ)上，對富水區(qū)的每一工作面，針對不同的條件，采用各種物探手段，探明局部導(dǎo)水構(gòu)造、隔水層變薄帶及局部富水帶，再用少量的鉆探手段進(jìn)一步驗(yàn)證，有針對性的重點(diǎn)布置注漿改造、疏水降壓等治水工程。

1）井下直流電法透視：從大的范疇來說，井下直流電法透視仍屬于礦井直流電法。其目的是探測采煤工作面內(nèi)部的導(dǎo)水構(gòu)造、底板含水層的集中富水帶。許多礦區(qū)的研究和試驗(yàn)證明，井下直流電法透視是探測水文地質(zhì)異常區(qū)最為有效的物探方法之一。

2）TEM探測：瞬變電磁法（簡稱TEM），它是利用大功率的發(fā)射裝置向鋪設(shè)在地面的矩形線圈（或稱發(fā)射框）發(fā)送雙極性大電流，在電流開啟和關(guān)斷時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生電壓脈沖，電壓脈沖的衰減產(chǎn)生感應(yīng)磁場（即一次磁場）。一次磁場隨著時(shí)間的推移，在地下介質(zhì)中產(chǎn)生渦流。地下渦流的變化又生產(chǎn)二次磁場，由于不同地質(zhì)體其電性特征存在差異，其二磁場的衰減亦存在差異。因此，通過研究二磁場的衰減規(guī)律，可達(dá)到推測、分析地下地質(zhì)異常體的目的。TEM探測可以探測不同高程的相對富水區(qū)，以便有針對性的采取防治水措施。

3）彈性波CT：即地震層析成相技術(shù)，可以推測主要構(gòu)造的發(fā)育情況，但由于該項(xiàng)技術(shù)起步比較晚，還有待于進(jìn)一步完善提高。

4）瑞利波：利用瑞利波探測技術(shù)可以對掘進(jìn)巷道前方的地質(zhì)異常體，特別是斷裂構(gòu)造進(jìn)行超前探查，預(yù)防突遇斷層出水。該項(xiàng)技術(shù)對于探測前方構(gòu)造效果較好。

煤礦開采水文地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展方向是將地球物理方法、基礎(chǔ)水文地質(zhì)勘探手段與地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。利用三維地震、瞬變電磁、礦井物探、地面鉆探和井巷工程等多元數(shù)據(jù)，查明采區(qū)內(nèi)斷層分布、煤層埋藏深度與厚度、巖溶裂隙發(fā)育帶的分布和隔水層厚度等。利用地理信息系統(tǒng)作為平臺(tái)建立礦井多元信息集成系統(tǒng)，把三維地震、瞬變電磁、礦井物探、構(gòu)造地質(zhì)、水文地質(zhì)等多元信息進(jìn)行復(fù)合、綜合分析后建立預(yù)測與評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資料的信息化、數(shù)字化和可視化，為開采水文地質(zhì)條件的快速評(píng)價(jià)、生產(chǎn)水文地質(zhì)工作的動(dòng)態(tài)管理、突發(fā)性水文地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)變對策的制定提供技術(shù)支撐。

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作者：劉蘊(yùn)鋒1梁德龍2 單位：1.黑龍江省煤田地質(zhì)勘察院；2.黑龍江省煤田地質(zhì)勘察院