水文地质论文范文

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1.2煤田地区的矿井防治水工作依旧得到了很好的发展随着市场经济的发展，对于煤矿能源的需求逐渐增加，煤炭行业开始出现了事业的发展期，但是由于长时间的开采很多大型的煤田上部的资源已经开始枯竭，为了满足工业生产的需要，开始实行深部的能源开采工作。深部开采工作不仅对开采技术提出了更高的要求，还会给地下环境造成一定的影响，因此在能源开采中开始重视煤矿的防治水工作，延长矿井的使用寿命，为社会的经济发展奠定坚实的基础。各个地方的政府部门开始结合当地的矿井情况来制定相关的防治水方案，投入大量的资金来加强地下环境的保护，减少能源开采带来的不利影响。例如山西省的矿业集团开始将防治水以及水文地质勘查作为未来发展的重点，利用先进的治理技术来缓解煤田地区的自然环境，实现资源的持续发展。

1.3煤田地区的环境问题引起了重视由于长期不规范的开采行为，使得煤田地区的水土环境受到极大的伤害，当地居民的生活也受到影响。在建立资源节约型和环境友好型社会的条件下，各地的发展开始重视自然环境的保护。国家加大了对煤田地区的资金投入，针对不同地区的自然环境制定了相应的工作计划，在发展当地经济的同时也应该重视地质环境的保护，这样才能更好更快地实现市场经济的健康持续发展。

1.4煤田地区受到各级部门的重视在煤田地区生态环境受到严重破坏的条件下，各级政府为了适应社会可持续发展的理念，开始转变煤矿开采的管理，将水文地质勘查工作作为工作的重心。例如很多地方的政府部门开始扩大对大型煤矿地区的水文地质勘查范围，根据勘查的结果来制定相应的煤炭开采计划。国家财政还针对现今各大煤矿区的实际运营情况设置了专门的水文地质勘查项目经费，为煤田的今后的发展奠定基础。设置的水文地质勘查机构需要对各地煤田的具体情况进行调查并记录，政府资金的支持以及部门的协助，可以大大改善煤田地区的地质环境。

2煤田地质勘查中的水文地质问题

2.1缺乏水资源制约了当地的发展我国煤炭资源与水资源的分布呈现反比的关系，煤炭资源越丰富的地方水资源越少。北方地区占据90%的煤炭资源，但水资源仅仅只是30%，煤炭资源丰富的晋、陕以及宁等地区的水资源比例不足10%。一般煤矿地区的用水要借助水利工程，仅仅依靠小流域的水资源无法满足当地的实际需要，人们的生活受到直接的影响。山西、陕西以及宁夏等煤矿资源丰富的地区，水资源严重缺乏，煤矿地区水资源的总和远远不能与新疆和内蒙地方比较。改革开放之后我国煤矿地区的水文地质工作受到直接的影响，水文地质勘查的水平比较落后，这些都制约了煤田地区的经济发展。根据相关数据的调查，我国十几个大型煤矿区需要的水资源高达296mm3/d，实际供水只有150mm3/d，水资源缺少的地区不仅会阻碍煤矿事业的发展，还会给当地居民的日常生活造成相当大的危害。

2.2水害事故的威胁我国大部分北方的煤田地区的下部具有含水层，随着煤矿开采深度的不断增加，水害给地下煤矿造成了严重的威胁。含水层下大概有200亿t的煤矿资源，一旦在开采的过程中发生了水害，工作人员的生命安全会受到更大的威胁。在能源供需矛盾越来越突出的环境下，增加煤矿开采的深度是必然的发展趋势，在20年内，我国大概有200多个矿井遭到了水害，死亡人数达1000多人，给国家造成了巨大的经济损失。由于在煤矿开采过程中忽视了水文地质的勘查工作，对于地下环境没有正确的认识，增加了开采工作的风险系数，当地居民的财产安全以及生命安全都受到威胁。煤田地区常年发生水害，既大大降低了煤矿的使用寿命，又为水文地质工作的开展带来极大的干扰。要想真正减少水害对煤矿的危害，需要实行规范的开采行为，重视水文地质的勘查工作，收集充足的水问地质资料是开采工作的基础和前提。

2.3矿区环境受到严重的污染煤田地区的生活用水以及生产用水会使得水文地质条件发生很大的改变，地下水位相比较之前有了很大幅度的上升，但是浅水区的水量减少，长期的抽水行为使得路面开始出现沉降的现象，加重了当地的缺水。根据相关数据的统计，在2010年，因为煤矿的不规范开采造成的沉降面积已经多达60万km2，沉降的面积每天都在持续增长，煤田地区的生态环境越来越恶劣。我国西部地区的煤炭地区本身自然环境较差，再加上水资源的缺乏严重阻碍了当地的经济发展。

3解决水文地质问题的具体措施

3.1将水文地质勘查作为煤矿开采的基础和前提随着工业的不断发展，对于煤炭资源的需求也越来越大，大部分的煤炭开采企业过分重视产量而忽视了水文地质勘查在开采中的重要地位，给当地的生态环境以及居民的日常生活造成直接的影响。科学合理的开采应该是建立在水文地质勘查的基础上，只有清楚了解当地的水文地质情况，才能在开采的过程中规避很多的风险，提高开采的质量和效率，减少开采工作对自然环境造成的危害。当代的煤矿开采企业要想实现自身的健康发展，必须要坚持以水文地质勘查作为基础和前提，这样才能在保证经济利益的同时，减少对生态环境的污染，实现人与自热的和谐相处，符合社会发展的要求。

3.2重视水文地质勘查技术与方法的研究和应用先进的水文地质勘查技术和方法是实现煤炭行业健康长远发展的关键，因此现代的煤矿工业要重视新技术和新方法的研究和应用，借助科学技术的力量来提高勘查的精准性。水文地质勘查的研究内容主要包括生态环境的治理、煤矿开采过程中处理水害的方法、高效勘查技术的研究、水文地质勘查水平以及煤炭资源的分布等等，加强这些方面的研究不仅可以充分了解煤田地区的水文地质环境，还能大大提高勘查的水平，为当地的经济发展创造了有利的条件。

3.3不断创新勘查的标准满足实际发展的需要现在我国使用的大部分勘查的标准和规范都是在几十年之前制定，为我国的水地质勘查做出了很大的贡献，但是随着社会的不断进步和发展，其中很多的内容与实际情况已经有很大的出入，无法真正发挥相应的指导作用。现今的煤矿开采企业应该在科学技术的支持下不断进行创新，根据发展的实际需要制定相关的勘查标准，提高勘查的质量和效率。在注重水文地质勘查工作的同时还要采取规范化的开采方式，降低煤矿开采的风险系数。

3.4重视煤矿地区的水害治理工作煤炭资源在不断开采的过程中会逐渐出现衰竭，为了满足工业生产的需要，加大开采的深度是必然的手段，深部开采对于工作人员的生命安全威胁更大需要加强工作中的安全防护。现在的深度开采主要是受到水害的威胁，煤矿区的深处含水层结构遭到破坏，会引发严重的自然灾害，造成巨大的经济损失。为了提高煤炭开采工作的安全性，当地开采企业应该加强日常的防治水工作，根据岩石的具体情况来制定保护计划，保证工作人员以及开采设备的安全，提高开采的质量和效率。工作人员在开采的过程中遇到水害，要保持冷静，及时采取相应的补救措施，尽量保证自身的安全以及减少经济损失。

4煤田水文地质勘查工作中的注意事项

4.1煤炭水文地质的设计问题

4.1.1水文地质勘查的准备工作水文地质勘查的准备工作主要包括两个方面：①收集相关的资料，在正式开始勘查工作之前需要对当地的地质条件、勘查地区的地质条件以及相关的评价资料有一定的了解，分析和研究当地的地质资料之后制定相应的数据图；②设计人员应该进行实地考察，在考察的过程中获取足够的资料和信息，进一步的实地考察还能对之前收集的资料实行验证，分析比对之后确定最终的结果，保证信息的真实性和完整性是开展勘查工作的基础和前提。

4.1.2资料的整理和审查水文地质勘查资料的整理和审查主要包括以下四个方面的内容：①设计人员需要根据当地的政策来对收集来的结果进行判定，特别是以往水文地质勘查的质量；②判断最终的勘查结果是否符合规定，施工前核对测量的数据之后开始工作，在勘查的过程中还要进行数据的补充；③在数据审查的过程中以原始数据以及综合鉴定表为基础，表格中的煤层深度、厚度以及质量等等都要进行比较，审核完之后确定汇总表中的所有数据；④水文地质中的抽水试验是否符合相关的要求，观察和记录水文地质环境的变化，采样调查煤田地区的水质情况，根据水资源的实际情况来制定具体的勘查方式。

4.2工程布置中应该注意的问题钻孔工程中的小孔都应该有各自的作用，尽可能实现一孔多用，减少工程量。专业的水文孔以及工程地质条件需要符合设计的要求，应该在水文地质工作之前完成。水文孔以及工程地质孔都应该与煤田的内部结构一致，与资源的分布情况相关联，这样才能为下阶段的勘查工作准备条件。抽水试验是水文地质勘查工作中并不可少的一个环节，一般会在一个孔中进行两次抽水试验，保证试验结果可靠性。在抽水试验中要注意水位的变化，通过直线法来获取相应的数值。

4.3水文地质勘查报告中应该注意的问题煤炭地质勘查中的测量、测井以及填图等工作需要经过相关部门的审核，只有审核通过的数据才能记录在勘查报告中。在水文地质勘查工作中要在第一时间获得地质资料以及原始资料，整理和分析资料来编制地质报告。最终的地质报告不仅要满足生产部门以及投资者的需要，更重要的是要真正反映当地的水文地质情况，明确体现出勘查的程度。报告中的结论需要大量的证据，要包含文字和图片，全方面展现水文地质勘查的结果。但是现在很多的工作人员为了刻意迎合生产的需要，会对勘查的结果做适当的修改，这种行为会大大影响到后期的煤矿开采工作，埋下了安全隐患，不利于整个行业的健康长久发展。

4.4新型技术的使用水文地质勘查涉及的内容比较广泛，仅仅借助一种勘查技术无法有效获取相关的数据，一般会采用两种以上的技术。水文地质条件会随着自然环境的变化而不断发生变化，水害发生的原因也在随着变化，这给勘查工作带来更大的困难。要想真正解决煤田的水害问题，需要从不同方面分析和研究，借助新型技术的优势来开展水害治理工作。目前水文地质勘查的新型技术主要有钻孔透视仪、流量测井法以及y射线找水法三种，不同的技术针对不同的工作，相比较传统的勘查手段更加科学和全面。钻孔透视仪能够快速确定煤矿突水的位置，有效防范水害给煤矿带来的危害，提高了煤矿开发的规范性和科学性。

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本次研究工作收集了武山矿区详勘报告以及大量剖面图、平面图、水文地质图等图件，读取钻孔数据资料169个。在对资料进行整理后发现，建立该矿区水文地质模型存在如下困难：①岩体穿越泥盆系到三叠系所有地层，在GMS中建模存在一定难度；②钻孔分布不均，主要是探矿钻孔，分布在矿体附近；③矿区南部缺少钻孔控制，仅有的少量钻孔且深度也不够。

解决方案

在GMS中，建立Solid模型一般采用“horizon”方法，“horizon”指的Solid实体中出现的每个地层上界面，自下而上依次编号，故在层序正常地层中应用广泛。而研究区中心出现大型侵入岩（γ），使原有的正常层序地层被打乱。针对这种情况，将武山岩体（γ）假设为某一沉积地层，厚度在没有岩体出现的地方湮灭，以这种方式尝试在有岩体出现地方建立水文地质模型的可行性。考虑到Q覆盖了所有地层以及岩体，定义其horizonID为最上层8，而武山岩体穿越除了Q以外的其他沉积地层，将其horizonID设置为7，其余地层的horizonID自老至新依次设置为1～6，按照这种horizonID设置再按步骤建立水文地质结构模型。另外，根据现有资料，在深入研究矿区地质构造、地层厚度及展布的基础上，依据剖面图、地质图等资料，虚拟钻孔78个，从而解决钻孔分布不均以及深度不够的问题。图1为武山矿区分布的247个钻孔。

建立水文地质结构模型

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1.1大井受采掘破坏或影响的含水层

四含：补给条件较差，q91＝0.0005943（22B4孔）~0.4025（4-54孔）L/s•m，富水性弱—中等。煤系砂岩裂隙水：补给条件差，以净储量为主，q91＝0.00044（南6B2孔）~0.06004（4-518孔）L/s•m，富水性弱。太灰岩溶含水层：其补给条件差，补给水源不充沛，q91=0.00033（南2B5孔）~0.2477（设4孔）L/s•m，富水性弱—中等。

1.2西部井受采掘破坏或影响的含水层

四含：补给条件较差，据09-S1和06-观1孔抽水资料q＝0.0064~0.008L/s•m，富水性弱。煤系砂岩裂隙水：补给条件差，以净储量为主，据南6B2孔抽水资料，q91＝0.00044L/s•m，富水性弱。太灰岩溶含水层：其补给条件差，补给水源不充沛，据南26B5和设4孔抽水资料，q91=0.00033~0.2477L/s•m，富水性弱—中等。

2矿井及周边老空水

本矿大井和西部井均有老空水分布。大井3个采区共有9处积水，积水面积6491m2，积水量5227m3。西部井13采区共有10处积水，积水面积49075m2，积水量59625m3。相邻煤矿有童亭煤矿、临涣煤矿、青东煤矿，均为大型生产矿井，无古井、小窑，有一定的采空区积水存在，积水位置、范围、积水量一般比较清楚，且有边界煤柱或断层防水煤柱的存在，不会对本矿造成大的影响。

3矿井涌水量

1988年1月~2013年12月实测大井矿井涌水量250~531.4m3/h，1992~2013年12月平均涌水量374.5m3/h。2010年1月至2013年12月，实测西部井矿井涌水量8.2~16.6m3/h，平均14m3/h。近3年矿井实测涌水量平均值381.6m3/h，最大涌水量395.6m3/h。

4突水量

据不完全统计，1980~2012年共发生突水46次。除745工作面离层积水瞬间溃水量为3887m3/h外，其余突水量0.3~211m3/h。2009年以来，矿井大于10m3/h的突4次，最大突水量25m3/h，均为砂岩水。

5开采受水害影响程度

虽然745工作面离层积水瞬间溃水量较大，但经过745工作面的水害查治，海孜煤矿对离层积水水害的治理已经形成一套完整的治理方案，效果良好；因此矿井采掘工程和安全生产受中煤组顶板离层水害威胁，但不威胁矿井安全。总体来看，矿井偶有突水，但突水量一般较小,采掘工程受水害影响,但不威胁矿井安全。

二矿井防治水工作难易程度

1大井防治水工作难易程度

大井防治水有一定的工程量，但各类水害的防治均形成一套完善的方案，防治水工作易于进行，这在745工作面查治和762工作面防治水中都有所体现。大井防治水工作难易程度属中等类型。

2西部井防治水工作难易程度

西部井自投产以来发生突水一次，水量为5.0m3/h“，四含”及煤系地层裂隙水对矿井安全生产威胁小，太原组灰岩富水性弱到中等，防治水工作简单或易于进行，属中等型。

三原水文地质类型划分情况及采探对比分析

1原水文地质类型划情况

原水文地质类型划分报告，是最近一次也是第一次划分报告，由海孜煤电公司在2010年6月编制。根据《煤矿防治水规定》表2-1的规定，将海孜煤电公司大井水文地质类型划分为极复杂型（主要考虑到745离层积水溃水3887m3/h），西部井水文地质类型划分为中等型。

2采探对比分析

通过3年来的开采，受采掘破坏或影响的含水层性质及补给条件、富水性没有改变。采空区及其积水量有所增加。大井矿井涌水量由360m3/h增加到390m3/h左右，现已基本稳定；西部井矿井涌水量略有增加，但仍较小，在15m3/h左右。全矿井增加了5次突水，除1次K3砂岩出水外，均为3煤顶板砂岩水，最大25m3/h。整体来看，矿井偶有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全；防治水工作简单或易于进行。海孜煤矿历年生产都做了大量水文地质工作，并开展了科学研究，实施了工程钻孔，找出了离层积水的原因，提出了可靠的离层积水防治方案和措施。实践证明745工作面顶板离层积水的查治工作是非常成功的，844、845、846和762等4个工作面开展了相应的成功治理。工程实践证明防治水效果可靠，矿井主要水害已由离层积水转为灰岩水。海孜煤矿下一步仍将继续开展防冲击、离层积水、煤与瓦斯突出等的一体化治理。可见原报告中大井水文地质类型划分为极复杂型对现有开采现状来说有点偏高，而西部井水文地质类型划分为中等型是合适的。

四矿井水文地质类型的划分

通过对海孜煤矿主采煤层开采过程中，受采掘破坏或影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量、突水量，开采受水害影响程度和防治水工作难易程度的系统分析和总结，并根据《煤矿防治水规定》(国家安全生产监督管理总局令第28号)表2-1的规定，综合评价本矿大井矿井水文地质类型属中等、西部井矿井水文地质类型属中等、海孜煤矿矿井水文地质类型属中等。

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该性质指流水在重力影响下对岩石的穿透能力。岩土层渗透能力的强弱主要和岩土层大大小小的缝隙相关。越松散的岩土层缝隙越多越大，所以水透性比较强。坚硬的岩土层通常缝隙很少，所以水透性通常很差。

（2）持水性

该性质强调在分子层面上，岩土层的颗粒和分子依靠分子力和万有引力能够在重力影响下保持水分子能力的强弱。

（3）给水性

该性质同样受重力影响，指在重力影响下水含量很大的岩土层能够从缝隙中释放的水量大小，称为给水度。给水度是水文地质中非常重要的参数和性质，该性质不单单对土地的疏干时间长短有较大影响，还很大程度上决定了基坑的涌水量。

（4）胀缩性

该性质指岩土层在试水或者得水之后体积变化的特性，该特性是诱发裂缝和基坑的主要因素。

（5）崩解性

该性质指岩土在被水侵蚀以后，岩土颗粒的分子之间作用力遭到破坏，连接性变差，岩土主体崩坏阶梯，使岩土层的强度变差。

二、水文地质的重要性凸显

1水动压的强大破坏力

地下水动压对岩土层勘察有很大的影响，这种影响在自然情况下很难发生，通常受到人为因素影响，而起因往往是地下水的平衡遭到破坏，地下水的平衡遭到破坏以后会不正常流动，从而产生较大的水动压，阻碍勘查工作的正常运行，严重的甚至会影响地表或者爆发大自然的愤怒，严重威胁工作人员的生命安全。

2水位对工作的影响

地下水位在自然条件下一年间也会有很大的波动，地下水在正常的时候受到季节、降雨量的影响，会周期性的区域性的渐变，但是变化幅度不是很明显。但是人为因素对地下水位的影响往往很大，这种影响在小范围内出现的几率比较高，而且其影响和危害也是非常大的。

（1）水位上升

水位上升通常受到很多不同因素的影响，这些因素包括地质因素、水文气象因素、人为因素等。详细来说，地质因素主要包括区域岩石的整体性质、地下含水层的总体结构等，水文气象因素包括温度、降水量大小等等，而人为因素则包括灌溉、开垦农田等等很多。这些因素在影响地下水位的时候效果往往是有叠加性质的。地下水位上升的时候，岩土层会被流动的地下水所侵蚀从而结构变得松散，岩土层整体的结构也会遭到不同程度的破坏，强度和稳定性等性质自然而然变差，致使岩土层比较容易发生滑坡等现象，影响勘查作业。另一方面，地下水还原到以前的水位后，已经被侵蚀过的岩体暴漏出来，但是其强度、结构和承重能力都已经遭到破坏，这种破坏并不容易复原。水位上升还会是水动压力变大，在地表反映出不利于人勘查工作进行的现象如小规模的自然灾害等。在人类建筑上，水位上升的影响表现得尤为明显，较高的楼盘都需要非常稳定的地基，而地下水位的上升会极大损害地基的稳定性，地基受到影响还会使强度变差，地面建筑的承重能力变差。而且尤其需要注意的是，无论什么特性的岩土层都会受到上升的水位的影响从而破坏其原来的强度和稳定性，对地表建筑的地基都会有很大的影响，所以不能在地下水位的关注上掉以轻心。严重的时候，地基会遭到毁灭性的侵蚀，而地表建筑则会崩塌。

（2）水位下降

和水位上升相比，水位下降同样会影响到岩土的勘查工作，而严重的时候水位下降会比水位上升更糟糕，因为水位下降不仅仅会威胁到地面的整体平整性和安全性，严重的还会引发水质恶化或者地下水枯竭的严重自然生态问题，这时影响的就不仅仅是人类的勘查工作了，还会影响到人类自身的生命安全问题。随着城市的大规模建设，地下水经过肆无忌惮的抽取，地下水位不可避免的下降，所以很多城市低下都有岩土层结构遭到破坏的情况，岩土层中的岩土颗粒黏连性变差，岩土层接近地表的部分不能支撑过大的重量而出现一定规模的崩塌现象，建筑物的地基也会随之遭到破坏，威胁到城市中常住居民的安全问题。从另一个角度讲，地下水位的下降会导致某些矿床枯干，地下水的恢复能力变差，大量的抽取会导致某些有害物质侵蚀水质，使只受到严重污染。

（3）水位多变的影响

而岩土层在多次遭受地下水位涨涨落落的不同影响后，胀缩性较为明显的岩土结构会经过多次膨胀收缩的影响，使之出现很多不正常不规则的膨胀收缩变形，这些变形如果幅度较大的话甚至会影响到地表的完整性，使之出现开裂等问题。而且，地下水频繁的升降同样会导致水动压的不正常，地下水失去平衡状态，水体流动速度变快，从而影响到整个岩土层的稳定性和结构。