煤田地質(zhì)勘探前沿的發(fā)展趨勢分析

黃紅兵

（安徽省煤田地質(zhì)局第一勘探隊 安徽 淮南 232052）

從整個世界的能源格局來看，煤炭的在整個能源體系中的都十分重要。進入新時代以來，從各新興能源的飛速發(fā)展中，依然可以看見煤炭的身影，可見煤炭資源依舊是我國能源的基礎。隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源成為了制約我國經(jīng)濟發(fā)展的主要問題，作為我國重要能源的煤炭資源，對促進我國國民經(jīng)濟穩(wěn)定、快速的發(fā)展作用是十分重要的。因此，為了保證我國煤炭的供應，就需要加強對我國煤炭資源的勘探和開發(fā)（先進的地質(zhì)勘探技術在這個時候就起到了支撐作用），這也是保證我國國民經(jīng)濟的穩(wěn)定、快速發(fā)展的基礎。本文就如何促進我國章煤田地質(zhì)勘探事業(yè)的發(fā)展，探討了煤田地質(zhì)勘探的前沿問題。

1 我國煤田地質(zhì)勘探前沿問題

我國作為煤炭資源大國，我國煤田地質(zhì)勘探的前沿問題從技術角度來看，主要從以下幾個方面談起：

1.1 從完善礦井水防治與保水采煤研究方面來看

我國東部地區(qū)蘊藏著很多煤炭資源，這里的煤礦雖然很多，但地質(zhì)條件復雜，有很多煤礦埋藏的很深，這給開采帶來很多安全隱患，突水事故就是其中危害最多，也是最容易發(fā)生的。由于這些煤田挖掘的很深，地質(zhì)也很復雜，再加上缺乏對突水的治理的相關經(jīng)驗，給開采人員的安全保障帶來了很大的威脅。這就需要我國對突水事故的預預警以及相應的應對措施進行研究探討，這也預示著深部巖溶水形成的研究是現(xiàn)在我國煤礦水害治理技術發(fā)展的方向[1]。

1.2 從開展動態(tài)地質(zhì)研究方面來看

在煤礦井下開采中瓦斯、透水事故的發(fā)生很多都是地質(zhì)問題帶來的的，這和巖體的應力場有著密不可分的關系。開采煤炭的過程中，因為深度的挖掘，使原有的地質(zhì)平衡被破壞，地質(zhì)條件也隨之改變，在重新建立平衡的過程中，就會出現(xiàn)地質(zhì)條件的變化，而空曠的礦井很可能出現(xiàn)瓦斯、透水等事故。為防止這些災害的發(fā)生，我們就應該探索導致這些災害發(fā)生的地質(zhì)方面的原因如何進行防止和預警，及時的掌握地質(zhì)方向的變化，實現(xiàn)對礦井災害的預警，可以有效避免或者減少這些災害的發(fā)生，從而避免或者減少這些災害給國家以及人們帶來的危害。

1.3 從加強環(huán)境地質(zhì)勘查與災害地質(zhì)防治方面來看

煤礦的開采過程中，伴隨著礦井深度的增加，對周邊環(huán)境的破壞也就隨之增加。地面大面積的下陷，就是因為煤礦開采過程中地下被挖空導致的。挖空后的地表如果面臨暴雨，就有可能引發(fā)泥石流，破壞原有的地質(zhì)結(jié)構，地表植物也難逃厄運，更甚者可能引發(fā)地震，這些都對煤炭資源的可持續(xù)利用有著不可磨滅的負面影響。這就需要相關的制度和體制來督促煤礦在煤田開發(fā)的過程中，既要保障煤礦的開采，還要保障環(huán)境不被破壞，使煤炭資源的開采得到持續(xù)的發(fā)展。

1.4 從提高勘探精度來看

現(xiàn)代化的煤炭生產(chǎn)基本都是連續(xù)作業(yè)的，這也是現(xiàn)代化開采的一大亮點，即保證了煤炭的產(chǎn)量，也促進了煤炭開采技術以及相關設備的發(fā)展，只需要煤炭在進行開發(fā)之前，詳細的掌握整個煤層（如煤層的厚度、結(jié)構等）的整體情況就可以了。但是當前我國的煤炭勘探出現(xiàn)了一個誤區(qū)，在煤炭勘探時，重點勘探了儲量，而忽視了對煤層的整體情況的勘探。這也就要求我國必須建立建全現(xiàn)代化的煤炭勘探制度，對全國煤炭儲量的信息進行整合，形成一個系統(tǒng)，同時還要補全每個煤層的詳細信息，為以后開采過程中機械自動化采煤的進駐提供詳盡的信息支持[2]。

1.5 從攻克煤層氣開發(fā)難關來看

煤層之間還蘊含著一種十分優(yōu)良的能源，那就是煤層氣，已經(jīng)有很多國家開始研究對煤層氣的開采技術。由于煤層氣的開采過程中生產(chǎn)效率低下，且密度較低，很難規(guī)模化的開采。這就需要加大投入力度對煤層氣的滲透率進行詳細的研究，從而使對煤層氣的開采能夠規(guī)模化、效率化，這項開采技術可以使煤層氣成為可實用的能源，緩解我國的能源危機，這也是現(xiàn)階段對煤層氣研究的重點。

2 煤田地質(zhì)勘探技術發(fā)展趨勢

從長遠方向來看，鉆探仍將是近年來獲取“第一性”地質(zhì)資料的主要技術。各種探測儀器逐步向高性能、高精度、高靈敏、計控化方向發(fā)展。特別是計控化，能夠有效的分析、處理數(shù)據(jù)，還能使其呈三維圖形顯現(xiàn)；物探方法的發(fā)展逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄥?shù)測量、多方法、多維組合；地質(zhì)勘探的各個作業(yè)單元、各個專業(yè)和整個勘探系統(tǒng)的管理逐漸被信息和計算機技術所替代。接下來，本文將介紹近年煤田地質(zhì)勘探技術發(fā)展趨勢。

2.1 發(fā)展水平鉆進技術

自上世紀八十年代以來，先進的水平鉆進技術被越來越多的采煤所重視。水平鉆采用的方法是沿煤層鉆進，并通過隨鉆測斜技術協(xié)調(diào)，受控定向鉆是水平鉆進技術的由來。從這幾年來看，這種鉆進技術逐步得到推廣，這種鉆進技術即可以在地下沿煤層鉆進，還能在通過地面采用水平線軌跡或弧形鉆進煤層。八十年代后期煤炭部門才從石油部門引進了地面水平鉆進這項技術[3]。

2.2 加強綜合勘探據(jù)

有資料表明，三維地震勘探這項技術雖然在英煤礦區(qū)中使用，但鉆孔研究依舊被英煤礦公司所重視。近年來，一種巖層顯微掃描儀被他們所掌握，可以通過人機聯(lián)作這種方式解釋幾十厘米落差的裂隙、斷層、沉積和構造特征，甚至于其應力方向。有專用軟件的輔助，巖石強度、巖石類型、孔隙度或滲透率、孔徑、傾角、烴和分析水等用都可以被組合測井所確定下來。據(jù)說，有了這套方法，“可提供一份詳細、實用的構造及應力場圖”，“從而使礦山設計切實可行”，最佳施工方向和合理地選定開采方法將不再是難題。這說明了選用合適多樣化的手段來進行綜合勘探，是深部煤礦勘探的發(fā)展的必經(jīng)之路。

2.3 研究動態(tài)地質(zhì)勘探技術

綜上所述，采掘活動的動態(tài)特性造成地質(zhì)動力應力出現(xiàn)偏移，從而危害到礦井的安全。因此，分析原始地質(zhì)條件的靜止數(shù)據(jù)的同時，還應該物性隨時間變化的動態(tài)特征或巖煤層應力，這樣才能預測動力地質(zhì)現(xiàn)象的形成及其強度。采掘期間持續(xù)的勘探采區(qū)的物性或應力隨時間的變化，是高效高產(chǎn)采煤的必要條件。

2.4 開發(fā)井下勘探技術

沿煤層鉆進技術和礦井物探是煤礦開采前必須要用到的技術，以便及時了解井下開展工作面勘探或采區(qū)勘探的信息，以彌補地面勘探方法所造成的誤差。因為上下圍巖密度比煤層大，所以低速槽是煤層的主要特征，利用槽波地震勘探技術對井下煤層構造進行探測的使用是從三十年前開始的。由于探地雷達技術發(fā)展十分迅猛，在南非一些地段的成就尤為顯著，已經(jīng)成功開發(fā)出一種能準確確定巷道周圍裂隙帶、定量研究巖體以及斷裂帶深度特征的Rock雷達系統(tǒng)。由此可以看出，煤礦井下物探這項技術將作為煤田地質(zhì)勘探前沿得到重大發(fā)展。

2.5 加快發(fā)展信息技術計算機和信息技術

煤田地質(zhì)勘探的各相關專業(yè)的推廣應用現(xiàn)如今已得到飛速的發(fā)展。一些新技術的引入及延伸，可以使我們在現(xiàn)場通過人機對話的方式顯示、解釋、分析并進行預處理，還可以通過各工作站、人工智能、分布式處理來控制質(zhì)量和進行各項操作，并對相關參數(shù)進行選擇[4]。

2.6 努力開展煤炭資源綜合利用研究

研究重大地質(zhì)科技攻關難題和重礦地帶地質(zhì)問題，探討如何有效加強煤炭資源的供給研究，評價出煤炭資源的潛力，應該加強在新技術和新理論方面的研究，煤化工、煤層氣等方面應做好進一步開發(fā)和利用的準備。通過對各種科技的利用，使礦山地測信息的三維動態(tài)得到有效的監(jiān)測，形成一種全新的系統(tǒng)科技，對缺煤區(qū)和隱伏區(qū)的找礦研究也要得到加強，為煤田地質(zhì)勘查提供缺煤區(qū)深度找礦和隱伏區(qū)找煤技術。

3 煤田地質(zhì)勘探技術發(fā)展幾點建議

3.1 加大國家支持力度

為維持煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，我國應該根據(jù)煤炭資源的開發(fā)和勘探現(xiàn)狀以及分布特點，通過國家相關的優(yōu)惠政策和條件，增加融資渠道，增進勘探力度，探明煤炭總量，使煤炭工業(yè)得到長遠的發(fā)展。

3.2 要依靠科技進步，促進煤田地質(zhì)可持續(xù)發(fā)展

加強研究煤炭及相關領域的技術方法和地質(zhì)理論，探明煤田地質(zhì)基本情況，為煤田地質(zhì)勘查、煤炭資源調(diào)查以及相關的水資源、煤層氣評價提供了著實有效的專業(yè)化理論知識和相對應的技術支撐。

3.3 加強煤田地質(zhì)勘查設備更新改造和人才隊伍的建設

通過促進國際國內(nèi)技術的交流與合作，使高新科技技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)地質(zhì)勘查，煤田地質(zhì)的勘探開采由傳統(tǒng)向科技方向發(fā)展。

3.4 加強煤炭資源的勘查開發(fā)規(guī)劃

已經(jīng)探明的煤礦應在不破壞環(huán)境的前提下進行合理的開發(fā)和利用。對我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展有深遠影響的礦區(qū)基地要做出合理規(guī)劃。加強對小型煤礦的整改，使其成為有規(guī)模、有效率、可持續(xù)發(fā)展的新型煤。同時，對缺煤地區(qū)的煤炭資源還要加強勘探開發(fā)，通過對煤的推廣，使農(nóng)牧民開始使用煤，減少對植被的依賴，從而保護環(huán)境。

3.5 加強礦業(yè)權市場建設

通過多渠道的融資，進行煤炭資源的開發(fā)，及時糾正和整治那些占著煤礦而不開發(fā)或擁有大型煤礦卻去開發(fā)小煤礦的現(xiàn)象。

3.6 加強煤層氣勘探開發(fā)

新型能源煤層氣作為一種清潔能源，理應加強研究并合理的開發(fā)利用，這可以有效降低礦難事故的發(fā)生，降低礦井中瓦斯所帶來的污染和危害，有效的緩解了溫室氣體的產(chǎn)生，是潔凈能源的總量得到了質(zhì)的增加。

4 結(jié)語

自上世紀八十年代以來，除少數(shù)的發(fā)展中國家以外，煤田地質(zhì)勘探工作量在各主要產(chǎn)煤國逐漸減少，這些主要產(chǎn)煤國明顯增多了對工作面勘探、開發(fā)勘探的工作量和工作內(nèi)容，很大程度的提高了勘探精度。現(xiàn)在，我國煤炭現(xiàn)代化生產(chǎn)中煤田地質(zhì)勘探技術還遠遠不能和世界先進技術相比。因此，必須跟緊時代的腳步，把握好時機，讓我國煤田地質(zhì)勘探技術發(fā)展日新月異，這樣才能滿足內(nèi)需，高產(chǎn)高效。

［1］孫振濤.淺論煤炭地質(zhì)勘探前沿的趨勢[J].中國煤炭地質(zhì)，2008(2).

［2］肖明輝.煤炭地質(zhì)勘探前沿的發(fā)展趨勢研究[J].中國城市經(jīng)濟，2010(12).

［3］包艷琴.煤炭地質(zhì)勘探前沿研究[J].經(jīng)營管理者，2010(6).

［4］范飛.論煤炭地質(zhì)勘探前沿發(fā)展趨勢和對策[J].山西煤炭，2011(1).

［5］秦永繼.煤炭地質(zhì)勘探前沿研究[J].城市建設，2011(5).