基于水文地质问题的煤矿地质工程勘察

我国煤炭资源分布广泛，然而多数煤矿赋存在水文地质条件复杂的区域，给矿井设计和施工带来极大挑战。水文地质调查作为煤矿地质工程勘察的基础内容，不仅关系到矿井布置的科学性，更是保障开采安全的前提。尤其是在深部矿井及复合含水层区域，水文地质特征的准确识别成为工程成败的关键。

一、水文地质条件分析在煤矿勘察中的基础性作用

煤矿地质工程的科学决策依赖于对水文地质条件的全面掌握，这一过程贯穿于整个勘察周期。从含水层的空间展布、补径排关系到隔水层的厚度与稳定性，水文地质条件决定了矿井的防排水体系设置与灾害预判水平[1]。在煤层赋存区，尤其是多含水层叠置区域，必须运用钻探、水文试验、地球物理勘测等多方法协同调查，建立精准的水文地质剖面。流场模拟与水化学分析可辅助识别地下水来源与运动路径，提升对突水通道的辨识力。基础分析还需关注区域水文地质背景，如断裂构造的导水性、古河道的滞水效应等，以防工程设计低估水害风险。良好的水文地质条件分析不仅提高勘察效率，还可提前规划排水与疏干系统，避免后期治理投入过大，体现出在前期勘察中举足轻重的地位。

二、煤层充水性评价与突水预测技术的关键性进展

随着煤矿生产深度与规模的扩大，煤层及其围岩的充水性成为工程勘察的重要研究内容 [2]。不同岩性层位表现出截然不同的导水能力，需通过综合试验手段加以精细区分。当前主流技术包括钻孔抽水试验、压水试验、微地震监测和三维水文模拟，其目的是确定含水层与工作面之间的水力联系强度与时效性。突水预测则依赖对导水裂隙发育、断层导通性及老空区积水的综合判定，并辅以地球物理反演与水文地球化学标识。通过建立多因素综合突水风险评价模型，实现从定性分析向定量预警的转变。特别是在深部煤层或易涌突地段，提前识别水害源头并采取封堵、注浆或疏排等措施，已成为煤矿水文地质勘察的重要组成部分。此类技术进展极大提升了突水防控的主动性与精准度，减少了矿难事件的发生概率，保障了井下作业的安全稳定。

三、典型水文地质构造对煤矿勘察布置的制约与应对

煤矿赋存区的水文地质构造具有极强的复杂性和多样性，这些构造不仅影响含水层的空间展布和地下水的运动路径，还对煤矿勘察工作的布置方式与技术策略提出了更高要求 [3]。典型的水文地质构造如断层、陷落柱、含水古河道、褶皱带和岩溶裂隙区等，在工程勘察中往往表现为突水事故频发、含水性强、结构破碎、物性异常等特征，严重制约了工程勘察的效率和科学性。以断层为例，其既是地质运动的重要产物，又是含水层上下贯通的主要通道，导水性极强，尤其在压密破碎带或泥化滑带附近，更易形成突水带。在勘察布置上，若未能准确探测断层走向与位置，极易导致误判开采边界，引发突水、采空区积水回涌等灾害。因此，必须采用高分辨率地球物理方法如瞬变电磁、激电、地质雷达等，配合井中物探与地质钻孔综合验证，构建三维立体的断层结构模型。

陷落柱作为煤矿水文地质中的特殊破坏构造，形成机制复杂，常伴随地下溶蚀或采动诱发，其边界裂隙发育程度高、岩性混杂，极易与周边含水层形成导水联系，造成突水失控。在含水陷落柱识别中，应结合钻孔见水情况、泥岩回填物性质、水压反应特征等信息，精确界定其边界与影响范围。古河道发育区则以砂砾岩层为主，透水性强，若叠加现代地下水补给条件，极易形成高压潜水带，诱发突水。在此类区域勘察中，合理布置剖面钻孔，强化对层间水体的识别与隔水性测试，是降低工程风险的关键。

应对这些复杂构造的策略应以精准识别为核心，辅以科学布置与风险避让。一方面，可通过地质类比分析与区域构造推断，对可能存在的隐伏构造提前设防；另一方面，通过设置验证性钻孔、加密测试点位与现场抽水试验，动态验证推断结果，形成“预测—实证—反馈”机制，优化勘察布置方案。此外，应根据构造复杂度调整勘察密度，在高风险区域实施“点—线—面”结合的分级调查模式，实现构造识别与含水性评价的同步推进，为矿井规划、巷道布设和支护设计提供可靠依据，最大限度提升地质工程勘察的科学性与安全性。

四、水害易发区煤矿工程勘察的风险控制路径

在煤矿水文地质条件极其复杂的区域，如岩溶发育强烈的喀斯特地貌带、高地应力深部开采区、断裂构造密集区和多层含水系统交汇区，水害风险始终高居不下，严重威胁着矿井的建设与运营安全。煤矿勘察不仅面临水文构造识别难、预测难、防控难的问题，还必须应对突水通道不确定、动态水压波动剧烈等挑战。因此，在水害易发区的煤矿工程勘察中，必须建立起系统化、信息化的全流程风险控制路径，确保从前期预测到后期控制形成闭环管理。风险识别是整个路径的起点。需基于区域水文地质调查、历史突水资料、遥感解译及水文模拟等手段，全面识别潜在的高危水害区域。通过构建水文地质数据库，结合数值建模，模拟地下水流动与渗压分布，提前划定突水敏感带、导水构造密集带及高水压富水层位置。在这一基础上，合理规划勘察剖面、井位和测试方案，有效提升前期勘察的针对性与风险感知能力。

验证机制是风险控制路径的核心环节。针对预测区域和重点构造体，应布置“风险钻探”与“定点抽水”相结合的多类型钻孔，获取真实的水文响应数据。利用水位监测、流速分析、水质跟踪等动态观测方法，验证模型推断的准确性。对于断层导水带、陷落柱边缘及含水层夹缝区域，设置井中分层测试系统，实时反馈导水能力变化和突水前兆信息。同时，引入现代传感技术和智能监控设备，如水压传感器、裂隙扩展监测系统、远程预警平台等，实现对高风险区域水害动态的全天候监控。

五、结论

水文地质问题是煤矿地质工程勘察中的核心难点，其影响范围广泛，风险控制要求高。通过系统分析水文地质条件、精准评估煤层充水性、识别复杂地质构造、构建风险控制机制，可显著提升煤矿勘察的科学性与安全性。未来应继续推动水文地质信息集成、预测技术升级和智能化监测体系建设，进一步提高对水害风险的识别力与应对能力，为煤矿安全高效开发提供更坚实的技术保障。

参考文献：

[1] 韩晓宇 , 滕跃 , 张文强 , 田宁 , 周波 &  刘小健 . (2025). 水文地质问题在矿山地质工程勘察中的重要性. 中国金属通报, (01), 144-146.

[2] 贾传伟 & 施飞. (2024). 煤矿地质工程勘察相关问题分析. 内蒙古煤炭经济 , (05), 184-186.

[3] 郭文祥. (2023). 水文地质问题在煤矿地质工程勘察中的重要性. 内蒙古煤炭经济 , (23), 190-192.