摘 要 隨著我國科技水平的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國越來越重視煤炭的開采和利用，本文將結(jié)合作者親身經(jīng)歷對礦區(qū)水文地質(zhì)鉆探過程中的一些具體內(nèi)容進(jìn)行討論研究，以供參考。
關(guān)鍵詞 煤礦 水文地質(zhì) 鉆孔
1 背景及意義
在我國煤礦的生產(chǎn)和開采過程中，很容易引發(fā)一些地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，如地下水位上升、侵腐嚴(yán)重、礦區(qū)地表坍塌或土壤結(jié)構(gòu)砂化嚴(yán)重等，這些都阻礙了煤礦的開采和生產(chǎn)發(fā)展。為了確保煤礦的開采和生產(chǎn)在安全的環(huán)境下進(jìn)行，對煤礦周邊的水文地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘探是很有必要的。對煤礦水文地質(zhì)環(huán)境的勘探有很多種方法，其中包括：對煤礦周圍的水文地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行測定、采集，水文地質(zhì)環(huán)境的勘查以及礦區(qū)周邊地下水的變化，根據(jù)搜集和整理出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)分析。 通過水文地質(zhì)鉆探可以很直觀、全面的判斷煤礦周邊是否存在含水巖層，確定它所處的位置是深還是淺、巖層屬性怎樣、空間分布是不是合理等因素。同時也可以通過水文地質(zhì)鉆探搞清各含水巖層之間存在什么樣的聯(lián)系，以及地表與含水巖層之間有什么關(guān)聯(lián)。在水文地質(zhì)鉆探過程中，可以通過對礦井區(qū)域的地下水進(jìn)行抽樣檢測，來判斷出各個含水巖層的具體水文資料信息；同時也可以實(shí)現(xiàn)對礦區(qū)周邊的地下水位進(jìn)行實(shí)時檢測。本文通過對鉆探過程中鉆孔的分類和結(jié)構(gòu)以及的一些具體勘測環(huán)節(jié)，展開討論。
2鉆孔的分類
在水文地質(zhì)鉆探過程中，根據(jù)鉆孔所要承擔(dān)的任務(wù)劃分，可以將其分為五種類型：
2.1觀測孔
觀測孔一般分為取水檢驗(yàn)觀測孔和長期觀測孔，這種鉆孔一般都會在勘測范圍比較大的情況下使用，這兩種鉆孔所要承擔(dān)的任務(wù)不同。其中取水檢驗(yàn)孔主要運(yùn)用于特定巖層上，借以測量該區(qū)域下地水狀況；而長期觀測孔則是對該區(qū)域的地下水進(jìn)行一個長久有效的觀察。
2.2勘探孔
勘探鉆孔一般適用于范圍比較小的水文地質(zhì)勘探中。在使用過程中，大都是用鉆頭鉆取一部分巖礦芯，并根據(jù)鉆取上來的這些巖礦芯對地下的巖層以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行一個簡單的觀測記錄。但在這個過程當(dāng)中并不會進(jìn)行取水檢驗(yàn)，主要是因?yàn)樵谶@個環(huán)節(jié)當(dāng)中，重點(diǎn)要了解煤礦周圍的土壤地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及地下水的情況。
2.3試驗(yàn)孔
在煤礦周圍的水文地質(zhì)勘探過程中，常用的是單孔定流取水檢測，有的情況下也會進(jìn)行多孔非定流取水檢測。在勘探過程中會根據(jù)不同要求，通過使用不同鉆孔，來獲取不同的信息資料。試驗(yàn)孔一般應(yīng)用于取水檢驗(yàn)中，有時也用來檢測地下水的各種變化和運(yùn)動規(guī)律。為達(dá)到某特殊目的而使用水文地質(zhì)試驗(yàn)孔時，一般都要進(jìn)行多層次檢測、多層次取水或多孔取水檢驗(yàn)，在鉆孔大小的選擇上，一般也會選擇較大型的鉆孔。
2.4開采孔
在進(jìn)行疏通和降低地下水位、開采地下水作業(yè)時都會用到開采孔。開采孔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)必須符合當(dāng)?shù)氐牡叵滤|(zhì)和水量要求。在對開采孔施工時應(yīng)該在滿足取水實(shí)驗(yàn)和了解礦區(qū)水文地質(zhì)條件的情況下進(jìn)行，選擇使用較小口徑鉆頭鉆孔，然后再將鉆孔口徑擴(kuò)大成井的施工方法。
2.5探放水孔
探放水孔在煤礦周圍的地質(zhì)勘探過程中一般都用于疏散和降低礦區(qū)地下水位以及在礦井下進(jìn)行水文地質(zhì)檢測等。探放水孔的施工有時會在地面進(jìn)行，有時會在地下完成。通過采用地下鉆探進(jìn)行地質(zhì)勘探時，不僅具有很強(qiáng)的針對性、大大縮短了鉆井長度，而且進(jìn)一步擴(kuò)大了勘測區(qū)域，提高了勘測效果。
3勘探過程中鉆孔結(jié)構(gòu)的分析
煤礦水文地質(zhì)鉆探過程中，鉆孔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括鉆孔直徑和鉆孔深度等。
3.1鉆孔的直徑
鉆孔直徑的設(shè)計主要包含以下內(nèi)容：開孔直徑、變徑尺寸和終孔直徑。在鉆探過程中，用來觀測當(dāng)?shù)厮臓顩r的勘測孔、取水檢驗(yàn)孔和對地下水位實(shí)時觀測的探孔，一般設(shè)計口徑都較小。其中觀測探孔和取水孔還需要經(jīng)常改變孔徑的大小來控制水量。而作為供水用的開采孔或疏通孔，一般情況下則會要求使用口徑較大的鉆孔。另外在土壤結(jié)構(gòu)比較松軟的底層中，一般鉆孔的孔徑要求在390MM以上，而在基巖中的鉆孔孔徑一般要大于190MM。而井下探放水孔的孔徑一般則會小于59MM。
3.2鉆孔的深度
在水文地質(zhì)鉆探過程中，鉆孔的深淺主要是由當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況、施工要求、鉆探的目的以及鉆探技術(shù)的好壞來決定，可以說鉆孔的深度很大一部分都是由含水層的深度決定的。在遇到含水巖層厚度過大時，鉆孔過程中就很難穿透整個含水巖層；在鉆探過程中碰到基巖含水層時，探孔應(yīng)該從整個含水巖層的多水結(jié)構(gòu)帶或多水地段中穿過；在鉆探過程中碰到巖溶含水層時，探孔就應(yīng)該從含水巖層的薄弱地帶穿過。因此在鉆探過程中，必須要結(jié)合設(shè)備的實(shí)際情況和礦區(qū)的地理地質(zhì)條件來確定鉆孔的深度。
4水文地質(zhì)的勘測分析
在礦區(qū)水文地質(zhì)鉆探過程中，應(yīng)將觀察和勘測到水文地質(zhì)資料進(jìn)行有效的記錄和保存，重點(diǎn)應(yīng)包含：探孔中地下水位的變化情況、沖洗液的損耗狀況、出水的方位和出水量的大小等內(nèi)容。另外必須要嚴(yán)格科學(xué)規(guī)范的進(jìn)行勘測。
4.1地下水位勘測注意事項(xiàng)
在對地下水位的勘測過程中，記錄要及時合理，至少保證每個班次對地下水位進(jìn)行測量一次。如果遇到嚴(yán)重出水的巖層，必須在地下水位穩(wěn)定后，再進(jìn)行勘測。同時要注意，當(dāng)鉆孔中含有泥漿時，就不能對此鉆孔中的地下水位進(jìn)行勘測。
4.2沖洗液的損耗量勘測
在鉆探過程中，當(dāng)探孔穿透含水巖層時，會出現(xiàn)沖洗液大量損耗的現(xiàn)象。這時就要求每隔15分鐘就要觀測一次。當(dāng)沖洗液全部損耗殆盡時，應(yīng)將水泵開到最大來觀測沖洗液的最大損耗值，同時要對鉆孔的內(nèi)巖芯進(jìn)行提取、檢驗(yàn)，看是否存在散落、裂痕、穿孔等現(xiàn)象。
5結(jié)束語
綜上所述，做好煤礦水文地質(zhì)地理的勘探工作以及鉆探過程中探孔的分布結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，是提高水文地理地質(zhì)勘探報告質(zhì)量的重要條件。也為確保煤礦安全生產(chǎn)和開采，以及合理開發(fā)和利用地下水提高了重要理論依據(jù)。
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