煤田地質(zhì)工程勘探探討

韓瑞 楊聿強(qiáng)

摘要：煤炭與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步密不可分，煤田地質(zhì)勘查是我國煤田工業(yè)健康發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和礦產(chǎn)勘探技術(shù)的進(jìn)步，煤田地質(zhì)工程勘探已經(jīng)逐漸的從傳統(tǒng)地質(zhì)研究轉(zhuǎn)變?yōu)榈刭|(zhì)系統(tǒng)科學(xué)研究，依托科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和勘探領(lǐng)域的突破，我國在煤田地質(zhì)勘探領(lǐng)域已經(jīng)基本形成了較完善的理論體系。本文以此為背景，對煤田地質(zhì)工程勘探中存在的問題進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：煤田；地質(zhì)勘探；技術(shù)應(yīng)用

引言

在我國的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭資源是其重要組成部分。煤炭地質(zhì)勘查工作的健康發(fā)展直接影響著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，所以推動煤炭地質(zhì)勘查技術(shù)的不斷創(chuàng)新，是煤炭工業(yè)健康、持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的前提，同時也是國民經(jīng)濟(jì)能夠健康發(fā)展的客觀要求?？茖W(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展的同時，給各行各業(yè)也帶來了諸多的機(jī)遇。在煤礦地質(zhì)勘查行業(yè)中，不僅國家對這個行業(yè)的關(guān)注度不斷上升，同時煤礦勘察技術(shù)的不斷創(chuàng)新和相關(guān)設(shè)備的研發(fā)，為煤礦地質(zhì)勘查行業(yè)提供了新的技術(shù)支持，也為其提供了良好的發(fā)展前景。所以，在煤炭地質(zhì)勘查工作中，相關(guān)工作者必須要積極的探索和創(chuàng)新相關(guān)技術(shù)，不斷的適應(yīng)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢，將煤炭地質(zhì)勘查工作做穩(wěn)做扎實(shí)，使其能夠走可持續(xù)發(fā)展的道路，最終推動我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及各項(xiàng)事業(yè)的騰飛。

1煤礦地質(zhì)勘查的重要性分析

（一）能源結(jié)構(gòu)發(fā)展的需要

現(xiàn)階段，我們國家的能源是以煤炭為主的，煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的地位尤為突出，所以煤炭行業(yè)的發(fā)展更要穩(wěn)定和安全。

（二）煤炭儲量的需求

當(dāng)前情況下，國家對煤炭的需求量非常大，而煤炭行業(yè)也有一定的缺口，如何推動煤炭工業(yè)的發(fā)展，這更需要煤礦地質(zhì)工作者能夠不斷的找礦源，加大煤炭的儲備量。

（三）安全生產(chǎn)的保障

煤炭開采行業(yè)已經(jīng)由原來的粗框型向精細(xì)型轉(zhuǎn)變，這個轉(zhuǎn)變和過渡的過程，更需要煤炭地質(zhì)工作者精湛的勘察技術(shù)以及科學(xué)的勘察手段，從而提高煤礦的開采質(zhì)量，保證煤礦生產(chǎn)的安全性和科學(xué)性。

2我國煤田地質(zhì)工程勘探現(xiàn)狀

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對煤炭資源的需求量越來越大，煤炭出現(xiàn)了緊俏和價格上漲的局面，這刺激了煤炭生產(chǎn)。我國東部屬于老礦區(qū)，開始著重挖潛改造和超能力生產(chǎn)，并逐漸朝中西部地區(qū)擴(kuò)張，力求開拓新的煤炭開采區(qū)，中西部地區(qū)也開始有了較大規(guī)模的煤礦，煤炭資源生產(chǎn)能力大幅提升，這也得益于煤田地質(zhì)工程勘探工作的發(fā)展，然而，在地質(zhì)工程勘探過程中仍然存在很多亟待解決的問題。首先，是勘探設(shè)備監(jiān)管問題，新礦區(qū)的開發(fā)必須要充分發(fā)揮先進(jìn)勘探設(shè)備作用，尤其是煤田地質(zhì)工程勘查，設(shè)備的重要性更是不言而喻。但是在實(shí)際中，仍存在設(shè)備更新不及時，老化嚴(yán)重，設(shè)備參數(shù)不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等問題。設(shè)備的制造偷工減料，設(shè)備采購管理不嚴(yán)格等，都會影響地質(zhì)勘探工作的良性發(fā)展。其次為技術(shù)人員綜合素質(zhì)偏低，煤田地質(zhì)勘探對于技術(shù)人員的素質(zhì)要求非常高，因?yàn)橹饕牟僮餍枰揽考夹g(shù)人員完成，所以說技術(shù)人員綜合素質(zhì)高低直接影響煤田地質(zhì)勘探的質(zhì)量，不論是一線的技術(shù)人員，還是室內(nèi)技術(shù)工作人員或勘探質(zhì)量管理人員都必須具備較高的職業(yè)素質(zhì)。然而從我國當(dāng)下煤田地質(zhì)勘探領(lǐng)域人才現(xiàn)狀來看，人才管理缺乏嚴(yán)格的制度保障，導(dǎo)致一些素質(zhì)不高的操作人員未能按勘探工程標(biāo)準(zhǔn)操作，影響煤田地質(zhì)勘探的精度和進(jìn)度。

3煤田地質(zhì)工勘探技術(shù)應(yīng)用

3.1地震法

地震法就是利用煤田巖石內(nèi)部條件和密度的差異，利用人工激發(fā)地震波的方法來開展探測工程，使人工激發(fā)地震波在地下傳播，在此過程中地震波碰到彈性界面會發(fā)生反射、折射，然后借助檢波器來收集地震波信號，利用收集到的信號數(shù)據(jù)來確定震源、檢波點(diǎn)，同時還能夠了解地震波所經(jīng)過的地下巖層性質(zhì)及其關(guān)系。圖1顯示的即為地震波工程勘探原理。國內(nèi)煤田地質(zhì)勘探多用高分辨的地震波勘探技術(shù)，例如二維地震、三維地震以及多波分量地震，借助高分辨率地震波勘探能詳細(xì)了解地質(zhì)斷層的落差，精確地確定煤層分叉合并區(qū)以及巖漿巖等可采集煤層影響范圍和陷落柱分布狀況，劃分奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育帶等，如圖1所示。直達(dá)波就是人工激發(fā)的地震波，而反射波和折射波都是地震波在遇到彈性界面的時候所反射回來的信號數(shù)據(jù)，地質(zhì)工作人員可以根據(jù)這些信號數(shù)據(jù)來了解地下層分布狀況以及煤層深部的形狀特點(diǎn)。

圖1 地震波地質(zhì)工程勘探原理

3.2瞬變電磁技術(shù)

所謂瞬變電磁技術(shù)，就是利用電磁波可以穿透物體的基本原理來應(yīng)用與煤礦地質(zhì)勘查，通過在地面或者空中設(shè)置某種電磁線圈以便使深埋礦井之下的導(dǎo)電巖體產(chǎn)生感應(yīng)電流，斷電以后電流由于熱損耗而衰減，通過觀測地下介質(zhì)產(chǎn)生的感應(yīng)二次場隨時間的變化，而對地下煤礦進(jìn)行地質(zhì)勘查的一種方法。總而言之，在煤田地質(zhì)勘探技術(shù)工作中，其勘探手段是有很多種，每一種技術(shù)手段都有其特定的使用條件和對地質(zhì)環(huán)境的要求，所以在選擇勘探技術(shù)手段時，要結(jié)合實(shí)際的地域和自然環(huán)境選取恰當(dāng)?shù)姆椒?，從而提高其工作的效率，提高勘探工作的質(zhì)量。

3.3高分辨率的地震勘探技術(shù)

高分辨率的地震勘探技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是分析數(shù)字信號來進(jìn)行勘探，對數(shù)字信號進(jìn)行分析其中主要包含了對數(shù)據(jù)的采集和處理兩個方面。以下分別對兩個方面的內(nèi)容進(jìn)行簡要闡述，在數(shù)據(jù)的采集過程中，需要采用小藥量、小道距、小組合基距，礦井深度在合理的范圍內(nèi)，同時對于炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的位置要有準(zhǔn)確的定位；在數(shù)據(jù)的處理過程中，對于噪聲的要求要盡量低，對于子波長度要盡量壓縮，對于疊加和位移要盡可能的精確；通過以上對數(shù)據(jù)信號的處理分析后，所獲得的高頻信號，從而得出煤田的構(gòu)造信息。

3.4重力法煤田地質(zhì)勘探

重力法勘探是通過測量與圍巖存在密度差異的地質(zhì)體在其周圍所引起的重力異常來確定地質(zhì)體空間位置，進(jìn)而判斷勘探區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)分布狀況的一種物理勘探法。重力法尤其適合圈定含煤盆地的邊界范圍，確定含煤盆地基底深度，通過分析含煤層析構(gòu)造斷裂情況確定煤層深度。因?yàn)槊合档貙用芏韧ǔ５赜驀鷰r密度，密度值一般在1.5-2.2g/cm3，密度值的不同引起煤層和圍巖出現(xiàn)較為明顯的密度界面差異，而煤層地層大多為層狀分布，所以使用重力法可勘查煤田地下巖層密度或橫向重力變化情況。借助密度值的變化確定煤層厚度，便于橫向重力變化對煤礦儲量做出定性和定量推斷。并且重力法還可以同時勘探煤田地下水狀況，通過對煤層環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.5遙感技術(shù)

煤炭的遙感技術(shù)，是一種空間遙感技術(shù)，它的特點(diǎn)是整體性、客觀性、實(shí)時性等。遙感技術(shù)在煤田區(qū)進(jìn)行自然環(huán)境、區(qū)域地理環(huán)境、水資源環(huán)境等等方面進(jìn)行研究上取得了很好的效果，為煤田地質(zhì)工作提供了諸多可靠、準(zhǔn)確、及時的資源信息，是煤田地質(zhì)工作的基礎(chǔ)工作。

3.6雷達(dá)勘探技術(shù)

雷達(dá)勘探技術(shù)，故名思議，是運(yùn)用雷達(dá)自身的功能，運(yùn)用電磁脈沖高頻率的反射特點(diǎn)，對地質(zhì)情況、自然環(huán)境和目標(biāo)物等進(jìn)行相關(guān)的探測。

結(jié)語

綜上所述，國民經(jīng)濟(jì)的增長值與煤炭行業(yè)的需求量成正比。所以作為能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分，煤炭行業(yè)的發(fā)展越來越引起廣泛的關(guān)注，煤礦地質(zhì)勘查技術(shù)在未來的發(fā)展中，必須結(jié)合經(jīng)濟(jì)的發(fā)展走向，跟上時代發(fā)展的趨勢，符合煤炭產(chǎn)業(yè)的開發(fā)需求，將煤礦地質(zhì)勘察工作做到實(shí)處，采取精湛的技術(shù)手段，嚴(yán)格要求煤礦工作者，最終為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出卓越的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]李風(fēng)華.煤礦水文地質(zhì)勘探現(xiàn)狀及新的勘探技術(shù)分析[J].煤炭技術(shù)，2015（02）.

（作者單位：山東省煤田地質(zhì)局第一勘探隊(duì)）