礦區水文地質勘察存在的問題及對策

張濤

【摘 要】本文通過分析當前我國礦區水文地質勘察中存在的主要問題，從水文地質鉆孔的布置、鉆機的選型以及簡易水文地質觀測工作等角度出發，研究了有效的應對措施，對于提高水文地質鉆探的施工效率，有效防治水害，保證礦區的安全生產和正常施工具有非常重要的現實意義。

【關鍵詞】礦區；水文地質勘察；試驗；觀測

一、礦區水文地質勘查的幾個階段

（一）普查階段

普查階段的主要任務是初步了解礦區水文地質條件，根據自然、地理、地質、水文地質條件初步劃分煤田地質的類型，指明水源勘探方向，為礦區遠景規劃提供水文地質依據。其要求通過區域水文地質測繪，鉆孔簡易水文地質勘測，泉、井、鉆孔的流量、水位、水溫的動態觀測及老窯和生產礦井水文地質資料的收集，初步了解工作區的自然地理條件；地貌及地質結構特征；主要含水層和隔水層巖性、分布、厚度、水位及泉的流量；對煤層開采可能有重大影響的含水層富水性；地下水的補給、徑流、排泄條件；了解生產礦井和老窯的分布、采空情況及水地質情況；了解供水水文地質條件，指出供水水源勘探方向等。

（二）詳查階段

其任務是初步查明礦區水文地質條件，分析礦床充水因素，估算礦井涌水量，初步評價供水水源，并且預測可能引起的環境水文和工程地質問題，為礦區的整體規劃或者總體設計提供水文地質依據。

其要求是通過礦區水文地質測繪，水文地質觀測，抽水試驗等工作，初步查明普查階段已初步了解的各類有關水文地質條件外，還要初步查明生產礦井和老窯采空區分布、積水、涌水量變化情況，分析礦床充水因素；對礦區內可供利用的供水的水量、水質作出初步評價。

（三）精查階段

其任務是查明井田水文地質條件、充水因素，預測礦井涌水量，提出礦井水防治及綜合利用的建議，評價供水水源，預測因礦井排水和礦區供水引起的環境水文地質問題，為礦井的設計提供水文地質依據。

要求是通過大比例尺的水文地質測繪、觀測、抽水試驗等工作手段，查明井田直接和間接充水含水層的特征；評價礦井充水因素，預測礦井涌水量；指出礦床開采過程中可能發生突水的層位和地段；預測和評價礦井開采和排水可能引起的環境水文地質和工程地質問題，對井田內可供利用的地下水的水量、水質作出評價。

二、礦區水文地質勘察中存在的問題

（一）現場作業人員綜合素質偏低

目前我國大部分礦區水文地質鉆探工程施工的從業人員綜合素質偏低?，F場負責或管理人員職業道德休養偏低，工作態度懶散，對于國家有關的建筑法律、法規、規范不了解或者不熟悉，不能及時的貫徹和執行到每一個鉆孔中去，使得施工作業人員盲目施工。而且有些技術人員對于后期的勘察報告編寫也是草草了事，比如在沒有進行測井參數對比的情況下就隨意繪制水文地質觀測曲線，隨意編造含水層的滲透、含水特征參數，導致勘察報告與現場實際情況嚴重不符等?，F場作業人員大部分是農民工，往往沒有受過良好的教育和正規的職業技能培訓，在施工過程中往往是怎樣方便怎樣施工，最終導致取樣不合格，現場原位測試結果不準確等。

（二）對鉆孔簡易水文地質觀測工作不夠重視

礦區勘探進行鉆探施工時，鉆孔簡易水文地質觀測雖說每每被寫在礦區的勘察設計或鉆孔的單孔設計中，但多因施工人員難以認識到其意義以及監管不及時等問題，導致多數數據失去應有的價值。鉆孔簡易水文地質觀測在礦區水文地質勘探過程中已是不可或缺的手段之一，其對后續的水文地質工作在分析、研究、評價等具有重要的現實意義。鉆孔簡易水文地質觀測不僅在初步判斷含水層和含水構造（涌或漏水）及地下水的流向及其補給方向（等水壓線）上有重要意義且在估算滲透系數K值時也可起到事半功倍的效果。

三、解決礦區水文地質勘察問題的技術對策

（一）礦區水文地質勘探的主要方法

1.水文地質測繪

水文地質測繪是對工作區內的水文地質現象進行實地的觀察、測量、描述，并繪制成圖件，以說明地下水的形成條件、賦存狀態與運動規律。

2.水文地質勘探

水文地質勘探是查明水文地質條件的重要手段，包括水文地質鉆探、物探、化探和坑探。其中鉆探是最基本的勘探手段。物探具有速度快、成本低、設備簡單等優點，常采用物探先行，鉆探驗證的程序來提高勘探效率和保證勘探質量。

3.水文地質試驗

水文地質試驗是進行地下水定量研究，獲取水文地質參數的重要手段。水文地質試驗包括抽水試驗、井下放水試驗、注水試驗、壓水試驗、連通試驗、地下水流向、速度測定等，其中最主要的是抽水試驗。

4.水文地質觀測

水文地質觀測又稱為地下水動態觀測，是研究各種地下水要素隨時間變化，闡明區內地下水形成和變化規律，進行水位、水量、水質評價和預測的重要手段。在礦區水文地質勘查中，監測礦區地下水要素隨開采活動的變化，對于分析礦井充水條件的變化規律，預測礦井突水，判別突水水源和確定突水通道等有著十分重要的意義。

5.實驗室試驗分析

為取得地下水水質，巖石的物理、水理和力學性質指標，巖石的破壞和溶蝕機理等資料，需要采集水、巖、土樣進行實驗室鑒定、分析和試驗，為分析評價礦區水文地質條件提供重要依據，是重要的水文地質工作手段之一。

（二）優化鉆孔布置

一般來說礦區的水文地質鉆探鉆孔可以分為勘探孔、試驗孔、觀測孔、開采孔以及探放水孔五類。各類鉆孔的布置在滿足能夠準確獲得礦區水文地質資料的同時，應盡量減少工程量，降低工程成本，縮短工期。所以在水文地質鉆探之前，要收集整理當地的水文地質條件和物探資料，然后按照先疏后密、點線、深淺結合的原則進行布孔，同時還要盡量做到一孔多用。水文地質鉆孔的孔深、孔徑的設計還要考慮鉆孔類型、預計出水量、井管以及過濾器類型的要求。對于含水的基巖層或巖溶地區，鉆孔應穿透含水層或巖溶發育帶。

（三）做好鉆孔簡易水文地質觀測工作

1.水位觀測

一般要求在每次提鉆后、下鉆前測定。但因提鉆次數頻繁，可2- 3個回次或每班測定一次。若水位變化較快，則須每回次測定。因故停鉆期間，每隔1- 4小時觀測一次，直到穩定為止（2小時內水位波動不超過3cm），開鉆前再觀測一次。采用泥漿鉆進時，須測定泥漿水位。若采用壓力表觀測，使用前必須對壓力表校驗。

水位在孔口以下時也必須按以上規定及時測定水位，可用測鐘、電測水位計等工具觀測，但觀測基準點必須牢固，并經常檢查測繩長度，一般10m以內誤差小于5cm。

2.水溫觀測

一般每班觀測一次，每個含水層至少測一次，在孔內水位和涌、漏水突然變化時，必須觀測。涌水鉆孔可在孔口測定，誤差不大于±0.5℃。

用緩變溫度計或熱敏電阻溫度計測量，同時測定氣溫。

3.沖洗液消耗量觀測

（1）沖洗液性質的測定

對沖洗液進孔和返出孔口的差異進行比較，主要觀測顏色、溫度、粘度、比重、含砂量等的變化情況，并記錄鉆孔深度。對自然造漿的鉆孔，每班必須測定一次泥漿的粘度；對合作泥漿的鉆孔，每回次必須測定泥漿水位。每班測定泥漿比重及其粘度、溫度變化等。

用機臺泥漿儀器箱測試，包括：①打氣筒失水儀；②比重秤；③含砂量儀；④漏斗粘度計；⑤PH試紙。

（2）沖洗液消耗量的觀測

每回次測量一次。當孔內突然變化時，增加測量次數。

4.涌、漏水現象的觀測

鉆進過程中發現孔內涌水時，應記錄其位置，并立即停鉆，提升鉆具、安裝水頭測壓裝置。測量水頭高度，測定涌水量及水溫。

5.其他

鉆孔終孔后，無論是觀測孔還是封閉孔均應進行洗孔，并作好洗孔的詳細記錄。洗孔結束后應進行探孔、清除井底沉淀物等工作。須做好穩定水位和穩定流量的觀測。水位和流量的觀測時間間隔，應由密到疏。一般要求按第1分鐘觀測

1次、時間間隔2分鐘觀測10次、時間間隔5分鐘觀測10次、時間間隔10分鐘觀測5次、時間間隔30分鐘觀測5次、以后時間間隔60分鐘進行觀測1次，直到每次水位變化不大于2～3cm，流量變化不大于3%為止，即可停止觀測。若為觀測孔，還必須用止水材料如混凝土等進行孔口止水，同時安裝孔口觀測裝置，以便以后進行定期觀測。止水材料凝固后，用水泵注水即“壓差法”進行止水檢查，檢查合格者則予以驗收。反之，則必須重新處理，直到檢查合格為止。

（四）加強對現場作業人員及現場管理人員的教育培訓

隨著科學技術的進步和社會的發展，高科技成果在礦區水文地質勘察工作中應用的也越來越多，施工設備的機械化、自動化程度的提高，對現場管理和從業人員的文化素質和技術水平的要求也相應提高，除了要掌握一定的理論知識以外，還要熟悉相應的技術規范和操作規程，這樣就必須加強從業人員的教育培訓工作。教育培訓的內容要做到適時、適地、方式多樣，嚴格、嚴謹講求實效，目的在于強化他們的操作技能和自我防護意識，避免在鉆探工作過程中一旦發生突水或有害氣體泄漏，對其造成重大的傷害。

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