煤田地質(zhì)勘探技術(shù)及特點(diǎn)分析實(shí)踐思考

左繼寧　李子越　王宏建

【摘 要】煤炭行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新能源陸續(xù)被開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，煤炭行業(yè)面臨著前所未有的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)挑戰(zhàn)。為了促進(jìn)煤炭行業(yè)的發(fā)展，使其在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得有利地位，必須對(duì)煤田地質(zhì)勘探技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。文章在分析煤田地質(zhì)勘探內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對(duì)當(dāng)前我國(guó)煤田地質(zhì)勘探應(yīng)用的主要技術(shù)及其特點(diǎn)進(jìn)行分析研究。

【關(guān)鍵詞】煤田；地質(zhì)勘探技術(shù)；特點(diǎn)

【中圖分類(lèi)號(hào)】P618.11 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2018）03-0194-02

煤田地質(zhì)勘探主要是通過(guò)多種勘探技術(shù)對(duì)地層以下的煤層及含煤層地質(zhì)區(qū)域進(jìn)行研究，分析煤層分布的狀態(tài)和動(dòng)態(tài)變化，從而判斷該區(qū)域范圍內(nèi)是否含有大量煤炭資源。煤田地質(zhì)勘探具有較高的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，勘探人員需要結(jié)合區(qū)域范圍內(nèi)的環(huán)境情況分析該區(qū)域是否具有實(shí)際的開(kāi)發(fā)價(jià)值，確保該區(qū)域的開(kāi)發(fā)能為企業(yè)或國(guó)家?guī)?lái)最大經(jīng)濟(jì)效益。為了能掌握精確的關(guān)于被測(cè)區(qū)域的煤炭?jī)?chǔ)量、開(kāi)發(fā)價(jià)值和難易程度，需要采用高效的地質(zhì)勘探技術(shù)，結(jié)合新技術(shù)和自動(dòng)化、信息化的先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行更為詳細(xì)的地質(zhì)勘察。

1 煤田地質(zhì)勘探內(nèi)容

1.1 煤田地質(zhì)勘探的階段

（1）預(yù)查階段。預(yù)查階段的主要工作是尋找煤炭資源，也就是煤田地質(zhì)勘探人員對(duì)預(yù)查礦區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)和地質(zhì)分析，判斷該區(qū)域是否有煤田，如果初步判斷該區(qū)域有煤田，就可以開(kāi)展進(jìn)一步工作，從而確定煤礦的具體分布范圍。在預(yù)查階段需要對(duì)預(yù)查工作進(jìn)行詳細(xì)記錄，包括有煤礦區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)和無(wú)煤礦區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)，以便日后地質(zhì)預(yù)查工作的開(kāi)展。

（2）普查階段。普查工作是在預(yù)查工作的基礎(chǔ)上，當(dāng)確定該區(qū)域范圍內(nèi)有煤礦資源以后，進(jìn)一步分析該區(qū)域煤礦資源實(shí)際的開(kāi)發(fā)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)意義，并對(duì)開(kāi)發(fā)的難易程度及開(kāi)采的可行性進(jìn)行分析，為之后的開(kāi)采工作奠定基礎(chǔ)。

（3）詳查階段。詳查指的是對(duì)整個(gè)礦區(qū)的未來(lái)發(fā)展提供地質(zhì)上的依據(jù)，比如需要?jiǎng)澐志锏牡貐^(qū)和編制礦區(qū)總體發(fā)展的地區(qū)都需要開(kāi)展詳查工作。

（4）勘探階段?？碧诫A段是在前期預(yù)查、普查和詳查的基礎(chǔ)上，對(duì)礦區(qū)開(kāi)發(fā)的可行性進(jìn)一步深入分析，然后為接下來(lái)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料。

1.2 煤田地質(zhì)勘探的類(lèi)型

（1）構(gòu)造復(fù)雜程度。煤田地質(zhì)勘探的類(lèi)型或者內(nèi)容之一便是對(duì)被測(cè)地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜程度進(jìn)行勘探分析，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度可以分為簡(jiǎn)單構(gòu)造、中等構(gòu)造、復(fù)雜構(gòu)造和極復(fù)雜構(gòu)造。其中，簡(jiǎn)單構(gòu)造指的是含煤地層的地勢(shì)走向及傾向的變化不大，斷層少，很少受到巖漿的影響；極復(fù)雜構(gòu)造正好相反，其含煤層的地勢(shì)走向、產(chǎn)狀變化較大，斷層多且大多還在不斷發(fā)育，嚴(yán)重受到巖漿的影響。

（2）煤層穩(wěn)定程度。煤層穩(wěn)定程度也是地質(zhì)勘探的主要類(lèi)型和內(nèi)容，根據(jù)穩(wěn)定程度可以分為穩(wěn)定煤層、較穩(wěn)定煤層、不穩(wěn)定煤層和極不穩(wěn)定煤層，也可以直接根據(jù)線距分成一型穩(wěn)定、二型較穩(wěn)定和三型不穩(wěn)定。在簡(jiǎn)單煤層中，煤層的厚度變化很小，結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，煤類(lèi)比較單一，煤質(zhì)的變化程度小，基本上全區(qū)可以開(kāi)采；在較穩(wěn)定煤層中，煤層厚度有一些細(xì)微變化，但是變化的規(guī)律比較明顯，結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的變化，煤類(lèi)主要有兩種，煤質(zhì)有一些變化，可全區(qū)開(kāi)采或者大部分區(qū)域可開(kāi)采；在不穩(wěn)定煤層中，煤層厚度變化較大，比如突然變厚或突然變薄，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，煤類(lèi)有3個(gè)及以上類(lèi)別，煤質(zhì)變化較大，在開(kāi)采上也是全區(qū)可開(kāi)采或者大部分區(qū)域可開(kāi)采，但是可采邊界不規(guī)則；在極不穩(wěn)定煤層中，煤層厚度變化極大，且找不到變化的規(guī)律，變化極其不連續(xù)，可采范圍分布零星，沒(méi)辦法進(jìn)行煤層比較，煤質(zhì)的變化也比較大，沒(méi)有規(guī)律。

2 當(dāng)前我國(guó)煤田地質(zhì)勘探主要技術(shù)

2.1 煤田地質(zhì)遙感技術(shù)

地質(zhì)遙感調(diào)查技術(shù)是一種區(qū)別于傳統(tǒng)勘探技術(shù)、以電磁波理論為基礎(chǔ)，并結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖像呈現(xiàn)的新型地質(zhì)勘探技術(shù)。具體技術(shù)要點(diǎn)是首先利用紅外線和可見(jiàn)光對(duì)地質(zhì)煤層進(jìn)行遙感測(cè)驗(yàn)并獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，其次利用計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，最后通過(guò)圖像處理方式將其以圖像的形式呈現(xiàn)出來(lái)。

2.2 井下勘探技術(shù)

井下勘探技術(shù)將是勘探技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，其技術(shù)要點(diǎn)是利用瑞雷波、槽波、聲發(fā)射技術(shù)和微震觀測(cè)等來(lái)進(jìn)行探測(cè)，探測(cè)內(nèi)部的構(gòu)造，確定三帶發(fā)育高度。隨著探地雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始使用雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行地下勘探。

2.3 煤田地質(zhì)鉆探技術(shù)

地質(zhì)鉆探技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探中應(yīng)用比較廣泛，而且具有實(shí)際的應(yīng)用效果。在地質(zhì)鉆深工作中，其主要技術(shù)要點(diǎn)是利用鉆頭和機(jī)械傳動(dòng)在地面往下進(jìn)行鉆孔，鉆孔的深度要根據(jù)地質(zhì)勘探的要求和當(dāng)?shù)丨h(huán)境實(shí)際地質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)確定，淺一點(diǎn)的只有幾十米，而深一點(diǎn)的可能需要幾千米。這也是鉆探技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，即不管含煤層在淺層，還是在老區(qū)深部，或者是在半沼澤和沼澤地區(qū)，都可以使用鉆探技術(shù)進(jìn)行測(cè)定，操作方便，且能獲得較為精確的測(cè)定區(qū)域地表以下的礦產(chǎn)資源。此外，在鉆探技術(shù)上隨著自動(dòng)化和機(jī)械化程度的提高，最傳統(tǒng)的巖心鉆探被新的技術(shù)如繩索取芯技術(shù)替代，這樣做可以大大地降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高效率，使勘探工作更具有經(jīng)濟(jì)性。

2.4 地球物理勘探技術(shù)

地球物理勘探技術(shù)是一種利用物理方式，對(duì)被測(cè)環(huán)境內(nèi)煤層和巖石等的放射性、磁性、密度和傳播速度等進(jìn)行研究分析，并將這些物質(zhì)的物理性質(zhì)和地球物理性質(zhì)進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)兩者的不同點(diǎn)和共同點(diǎn)，從而精確圈定被測(cè)區(qū)域范圍內(nèi)含煤的具體位置和儲(chǔ)煤量。地球物理勘探技術(shù)可以和地震勘探技術(shù)、測(cè)井勘探技術(shù)一起使用，其在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中主要有井下物探和地面物探兩種，其中井下物探指的是針對(duì)深坑區(qū)域的煤田地質(zhì)勘探，地面物探主要是利用重力勘探和電法勘探對(duì)煤田進(jìn)行地質(zhì)勘探。在煤田地質(zhì)勘探中實(shí)際最主要應(yīng)用的是地面物探，包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探和地震勘探。

2.5 坑探工程

坑探工程主要應(yīng)用于半暴露礦區(qū)或者完全暴露礦區(qū)，一般會(huì)在地質(zhì)測(cè)圖工作之前完成，主要工作內(nèi)容是對(duì)暴露礦區(qū)的地表地質(zhì)進(jìn)行研究分析，從而準(zhǔn)確測(cè)算該地區(qū)范圍內(nèi)的煤炭資源位置及煤炭?jī)?chǔ)量，有利于煤田地質(zhì)開(kāi)發(fā)人員更好地進(jìn)行煤炭開(kāi)采工作。在坑探工程實(shí)施過(guò)程中，隨著坑道深度的加大，勘探人員需要對(duì)不同的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究分析，以便開(kāi)展下一步工作，并最終順利完成后續(xù)的煤田地質(zhì)勘探工作。

3 當(dāng)前我國(guó)煤田地質(zhì)勘探的主要特點(diǎn)分析

3.1 直接為開(kāi)采生產(chǎn)服務(wù)

煤田地質(zhì)勘探的主要任務(wù)或者說(shuō)最終任務(wù)是為之后的煤礦資源開(kāi)采而服務(wù)，在地質(zhì)勘探過(guò)程中，通過(guò)分析煤層分布、煤層結(jié)構(gòu)和巖石結(jié)構(gòu)確定煤礦資源的具體位置和儲(chǔ)量，并通過(guò)信息技術(shù)呈現(xiàn)煤礦資源分布圖像，對(duì)之后的開(kāi)采工作進(jìn)行可行性建設(shè)分析，并最終確定相應(yīng)的開(kāi)采方案。

3.2 針對(duì)性和局部性

隨著地質(zhì)勘探技術(shù)的不斷發(fā)展，目前在煤田地質(zhì)勘探工作中，無(wú)需進(jìn)行大面積勘探，只需要利用勘探技術(shù)開(kāi)展局部定點(diǎn)監(jiān)測(cè)便能獲得該區(qū)域范圍內(nèi)的煤炭分布情況。此外，對(duì)于含煤量較高或者地質(zhì)比較復(fù)雜的區(qū)域，可以使用相應(yīng)的勘探技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性的重點(diǎn)勘探，從而保證開(kāi)采的安全性和準(zhǔn)確性。

3.3 資料豐富，手段多樣化

在我國(guó)地質(zhì)勘探領(lǐng)域，除了傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探技術(shù)以外，也有新型的如遙感技術(shù)等，不同的勘探技術(shù)適用于不同的地質(zhì)環(huán)境，相關(guān)勘探人員需要根據(jù)所測(cè)區(qū)域的地理特點(diǎn)和施工環(huán)境制定相應(yīng)的地質(zhì)勘探方案，從而形成不同的地質(zhì)勘探流程。此外，在地質(zhì)勘探方案的制訂和完善中，還可以利用豐富的勘探資料，并綜合利用勘探技術(shù)，選擇效益高、安全性高、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)的勘探方案。

3.4 繼承性和補(bǔ)充性

我國(guó)煤田地質(zhì)勘探呈現(xiàn)出繼承性和補(bǔ)充性特點(diǎn)，比如在過(guò)去沒(méi)有高效勘探技術(shù)的情況下，有些地質(zhì)比較復(fù)雜的區(qū)域便不能進(jìn)行順利的勘探和開(kāi)采工作，而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種高效的勘探技術(shù)產(chǎn)生，便可以對(duì)之前沒(méi)有開(kāi)采的區(qū)域進(jìn)行勘探和開(kāi)采。此外，對(duì)于還具有開(kāi)采價(jià)值的區(qū)域仍可以進(jìn)行再次地質(zhì)勘探，然后確定開(kāi)采方案，對(duì)于已經(jīng)開(kāi)采結(jié)束的區(qū)域也要再次勘探，檢測(cè)該區(qū)域是否還含有煤炭資源。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)煤炭的需求量不斷上升，為了保證煤炭的供應(yīng)量和質(zhì)量，對(duì)煤田地質(zhì)勘探的要求會(huì)越來(lái)越高。在對(duì)煤田開(kāi)展地質(zhì)勘探工作的過(guò)程中，需要對(duì)現(xiàn)階段主要的幾種地質(zhì)勘探技術(shù)進(jìn)行研究分析，了解它們的使用方法和特點(diǎn)，并結(jié)合當(dāng)前我國(guó)煤田地質(zhì)勘探的特點(diǎn)及煤田實(shí)際情況，采取合適的勘探技術(shù)，從而促進(jìn)煤炭行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]翟貴田.煤田地質(zhì)勘探技術(shù)及特點(diǎn)淺析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2017（9）：24，33.

[2]陳汝姣.基于煤田地質(zhì)新型勘探技術(shù)的探析[J].山東煤炭科技，2016（0）：130-131，134.

[3]曾建松.當(dāng)代醫(yī)院門(mén)診樓設(shè)計(jì)的新觀念初探[D].天津：天津大學(xué)，2004.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]