煤田煤層地質(zhì)勘察對(duì)比分析探究

孫強(qiáng)

【摘要】經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，使得煤炭需求量日益增加，加快煤層勘察對(duì)比工作對(duì)提高煤炭產(chǎn)量有重要意義。分析煤炭勘察和對(duì)比工作中所用到的技術(shù)，剖析影響煤炭對(duì)比工作準(zhǔn)確性的因素，并給出解決方案。

【關(guān)鍵詞】煤層地質(zhì)；勘察對(duì)比；研究方法；探究分析

引言

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，煤礦地質(zhì)勘察對(duì)比工作也取得了很大進(jìn)步。煤層勘測(cè)與對(duì)比工作是關(guān)系煤礦開(kāi)采的重要環(huán)節(jié)，對(duì)提高煤炭產(chǎn)量有重要意義。煤炭地質(zhì)勘察又稱為煤炭資源勘察、煤田普查和勘探，該項(xiàng)工作是煤礦開(kāi)采工作的基礎(chǔ)，通過(guò)利用先進(jìn)的設(shè)備、先進(jìn)的地理理論和各種先進(jìn)技術(shù)手段對(duì)煤層進(jìn)行地質(zhì)勘察，并整理成地質(zhì)報(bào)告，以便為煤礦企業(yè)建設(shè)提供原始資料。煤層對(duì)比工作是煤礦勘測(cè)中的重要組成部分，它是指根據(jù)對(duì)比標(biāo)志，研究、分析判斷不同地點(diǎn)兩個(gè)或兩個(gè)以上煤層或煤組相互對(duì)應(yīng)關(guān)系的工作，是煤田地質(zhì)勘探、生產(chǎn)勘探和煤礦開(kāi)采的基礎(chǔ)地質(zhì)工作。

1、煤炭地質(zhì)勘察所采用的技術(shù)

1.1 地質(zhì)填圖。地質(zhì)填圖是指地質(zhì)測(cè)量，運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)是為了摘清地層層序，研究清楚地質(zhì)地表規(guī)律。通過(guò)對(duì)煤層自然露頭和人工地質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)地質(zhì)觀測(cè)，全面系統(tǒng)地分析清楚煤層具體分布規(guī)律。地質(zhì)填圖是地質(zhì)工作中所使用的最基本方法，也是煤炭勘查工作的基礎(chǔ)。在運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)勘測(cè)前，要注意該技術(shù)所使用的環(huán)境，地質(zhì)填圖工作一般選擇在暴露或半暴露的地區(qū)進(jìn)行，密封的環(huán)境不適合運(yùn)用該技術(shù)。例尺的選擇也非常重要，在選擇比例尺時(shí)要根據(jù)勘測(cè)精度和階段的不同，從而選擇合適的比例尺；

1.2 遙感技術(shù)。遙感技術(shù)在廣義上泛指各種非接觸的、遠(yuǎn)距離的探測(cè)技術(shù)，狹義上指一門新興的現(xiàn)代化技術(shù)系統(tǒng)。該技術(shù)主要是指利用可見(jiàn)光、紫外線、微波等探測(cè)儀器，通過(guò)掃描或攝影等方式獲得地面目標(biāo)物的數(shù)據(jù)和圖像，然后通過(guò)分析這些圖像和數(shù)據(jù)，從而分析出地面目標(biāo)物的特征、性質(zhì)和狀態(tài)等信息。遙感技術(shù)在煤炭資源勘測(cè)方面得到了廣泛的應(yīng)用，在實(shí)際施工時(shí)通過(guò)拍攝遙感圖像，對(duì)圖像上的各種地質(zhì)體的特征信息進(jìn)行分析、判斷，從而識(shí)別出煤田地質(zhì)體系構(gòu)造和煤田地質(zhì)現(xiàn)象；

1.3 地震技術(shù)。地震勘測(cè)顧名思義是指通過(guò)引起地面震動(dòng)，繼而推斷地下地質(zhì)構(gòu)造的物理探測(cè)方法。該技術(shù)通過(guò)人工爆炸引起地殼震動(dòng)，然后用儀器記錄下地面上各點(diǎn)震動(dòng)的情況，并將獲取的數(shù)據(jù)記錄下加以分析，最終達(dá)到探測(cè)的目的。在煤田地質(zhì)勘測(cè)中，通常采用在地面上沿側(cè)線放炮的方法，激發(fā)起地震波，并用地震儀器記錄信息，將這些信息加工處理后，就能得到該段的地震剖面，從而直觀反映出煤層的地質(zhì)構(gòu)造；

1.4 地面電法技術(shù)。巖石和礦物的電學(xué)性質(zhì)各不相同，因此各自的電場(chǎng)和交變電磁場(chǎng)在空間和時(shí)間上的分布特點(diǎn)和規(guī)律有所不同。地面電法技術(shù)就是利用巖石和礦物的這個(gè)特點(diǎn)，采用精密的儀器進(jìn)行觀測(cè)，并分析這些場(chǎng)的特點(diǎn)和規(guī)律，從而完成煤層的勘測(cè)工作。

1.5 測(cè)井技術(shù)。測(cè)井方法主要有自然伽馬測(cè)井、密度測(cè)井、自然電位和視電阻測(cè)井這四種方法，這四種方法探測(cè)的方向不同，所探測(cè)的內(nèi)容也不同。自然伽馬測(cè)井是指使用儀器測(cè)量地面的自然伽馬射線強(qiáng)度，從而達(dá)到劃分巖性、地層對(duì)比、計(jì)算地層泥質(zhì)含量、確定煤層灰分和尋找放射性礦層的目的。而密度測(cè)井是指通過(guò)測(cè)量散射伽馬射線強(qiáng)度，從而確定煤層的深度、厚度和結(jié)構(gòu)。

2、地質(zhì)勘察過(guò)程中煤層對(duì)比方法

煤層對(duì)比工作直接影響煤炭勘測(cè)工作的質(zhì)量，做好煤層對(duì)比工作，是煤炭勘測(cè)工作的基礎(chǔ)。

2.1 標(biāo)志層方法。這項(xiàng)技術(shù)目前在煤層對(duì)比工作中得到了廣泛應(yīng)用，也是目前煤層對(duì)比工作中使用的最簡(jiǎn)單的一項(xiàng)技術(shù)。各個(gè)煤層都具有其獨(dú)有的特征，而這種特征是其它煤層所不具有的，通過(guò)分析這種特征，就能夠?qū)υ撁簩拥闹饕植肌⒔M成、結(jié)構(gòu)等方面有更加完善細(xì)致的研究。而標(biāo)志層方法就是指通過(guò)各種先進(jìn)技術(shù)，找到這種具有特征的標(biāo)志層，繼而完成煤層對(duì)比工作。但這種方法的缺點(diǎn)是該標(biāo)志層不容易被發(fā)現(xiàn)，尋找標(biāo)志層的技術(shù)尚不完善，這就為對(duì)比工作的進(jìn)行造成了阻礙。

2.2 巖相旋回結(jié)構(gòu)方法。煤層地理環(huán)境、生物和化學(xué)特性各不相同，導(dǎo)致各個(gè)煤層巖性組合和回旋厚度也不相同。巖相旋回技術(shù)是根據(jù)煤層旋回結(jié)構(gòu)不同，從而將煤層區(qū)分開(kāi)來(lái)。實(shí)現(xiàn)該方法的主要措施是物理測(cè)井，通過(guò)物理測(cè)井收集原始數(shù)據(jù)，然后分析和研究地層沉積的規(guī)律和特點(diǎn)。采用這種方法進(jìn)行對(duì)比工作最大的特點(diǎn)就是可以提高對(duì)煤層分析的準(zhǔn)確性。

2.3 測(cè)井曲線方法。由于沉積巖層具有周期性和區(qū)域性變化的特點(diǎn)，可以根據(jù)這些特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)測(cè)量出該區(qū)域的各種數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)繪制成曲線，從而推測(cè)出煤層的物理特性。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，通常需要收集巖性、厚度、位置、曲線形態(tài)和鄰層特征等主要信息，這主要是因?yàn)椴煌合翟陔娦?、密度、自然放射性?qiáng)度等物性參數(shù)及曲線形態(tài)上有很大區(qū)別，分析這些數(shù)據(jù)能夠很好地區(qū)分不同煤系，而且準(zhǔn)確性較高。

2.4 煤質(zhì)煤巖特征方法。煤質(zhì)巖層大都是由原始植物腐爛后在特定環(huán)境中沉積上萬(wàn)年后形成的，不同煤層成煤成巖的原始植物和沉積環(huán)境不同，所以導(dǎo)致不同煤層中的微量元素各項(xiàng)指標(biāo)有所不同，而這些不同恰巧是區(qū)分各個(gè)煤層的關(guān)鍵，所以只要采取合適的方法測(cè)量出各個(gè)煤層的微量元素特征，就能夠很好地區(qū)分煤層。采用這種方法進(jìn)行測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是可以獲得大量關(guān)于煤層的數(shù)據(jù)，為煤層之后的研究提供可靠數(shù)據(jù)，而且準(zhǔn)確性較高。但采用這種方法進(jìn)行對(duì)比時(shí)，需要借助地球化學(xué)等測(cè)量手段，不但需要花費(fèi)大量時(shí)間采樣、測(cè)試和計(jì)算，而且會(huì)耗費(fèi)大量經(jīng)費(fèi)；

2.5 煤層間距方法。煤層間距方法主要應(yīng)用于一些地質(zhì)條件簡(jiǎn)單、煤層穩(wěn)定的地區(qū)，這些煤層煤間距變化不大，性質(zhì)穩(wěn)定。在這些地方采用煤層間距方法進(jìn)行測(cè)量時(shí)可操作性強(qiáng)，易于理解，而且測(cè)量效果比較好。但由于地質(zhì)運(yùn)動(dòng)等原因，符合條件的煤層很少，能夠達(dá)到煤層間距對(duì)比條件的煤層很少，所以這種方法得不到廣泛應(yīng)用；

2.6 數(shù)學(xué)方法。在進(jìn)行煤炭對(duì)比工作時(shí)，需要收集大量數(shù)據(jù)，所以需要引用大量數(shù)學(xué)方法來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，提高煤層對(duì)比精度。這些方法大致為以下四類：

2.6.1 判別分析。判別分析是一種定量研究的方法，將已知研究對(duì)象分為幾種不同類型，并從每種類型中取出同等數(shù)目的觀測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)某些特定的準(zhǔn)則建立判別函數(shù)，對(duì)未知類型的樣本進(jìn)行判別分類。采用這種方法需要綜合考慮多種因素，并且需要最優(yōu)化準(zhǔn)則作為分類的基礎(chǔ)。

2.6.2 灰色系統(tǒng)理論。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)數(shù)據(jù)形式和量均無(wú)嚴(yán)格限制，而且計(jì)算量小，使用起來(lái)比較簡(jiǎn)單方便。這種方法的原理就是利用數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，從而通過(guò)已知數(shù)求未知數(shù)，這種方法在對(duì)比中有廣泛應(yīng)用。

2.6.3 模糊數(shù)學(xué)。煤系的分布和結(jié)構(gòu)與很多因素有關(guān)，分析起來(lái)很復(fù)雜，而正是煤系的復(fù)雜性使得其具有很多“模糊”特征，而模糊數(shù)學(xué)就是因?yàn)槠渌赜械膶傩允沟闷浔幻簩訉?duì)比工作所使用。

2.6.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有分類、識(shí)別、預(yù)測(cè)和容錯(cuò)性強(qiáng)等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使得該方法被廣泛使用。

3、煤層對(duì)比可靠程度影響因素

影響煤層對(duì)比工作的因素有很多，有主觀上的因素，也有客觀上的因素，具體總結(jié)見(jiàn)表1。

4、提高煤層對(duì)比可靠程度的方法

影響煤層對(duì)比可靠性的因素很多，對(duì)于那些因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)造和煤層自身特性引起的誤差，工作人員需要做到從多角度考慮，多種方法相結(jié)合，全面減少誤差。而對(duì)于那些因?yàn)橹饔^因素而造成的誤差，就需要靠工作人員自身努力，在工作時(shí)做到認(rèn)真細(xì)心，認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)收集到的數(shù)據(jù)，認(rèn)真對(duì)比每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，從而選取最優(yōu)的對(duì)比方法，提高對(duì)比結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5、結(jié)語(yǔ)

做好煤炭的勘察和對(duì)比工作，有利于煤炭行業(yè)的發(fā)展。目前，已經(jīng)有了很多種方法來(lái)輔助做好工作，但每種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，所以在煤炭勘察和對(duì)比工作時(shí)，要注意結(jié)合煤層實(shí)際構(gòu)造和規(guī)律，選擇合適的方法，從而提高工作效率，提高勘察和對(duì)比工作的可靠性。同時(shí)，煤礦公司要注意多向他人學(xué)習(xí)，吸取先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，做好對(duì)員工培訓(xùn)，提高其專業(yè)能力，增強(qiáng)專業(yè)素養(yǎng)，只有這樣才能提高煤層勘測(cè)對(duì)比工作的準(zhǔn)確性，促進(jìn)煤礦企業(yè)發(fā)展，從而推進(jìn)國(guó)家煤礦事業(yè)的建設(shè)。

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