淺談煤礦地質工作方法及措施

丁靈靈

摘 要：煤礦地質工作是煤田地質勘探的繼續(xù)，在煤田地質勘探精查階段結束后，從建井階段至開采結束的所有地質工作，實際屬于探采結合。在開采掘進中收集地質資料，逐步修正已有的勘探資料，指導掘進開采，最大程度的利用資源蘊藏量，同時收集、研究影響采掘的地質因素，減少災害發(fā)生。

關鍵詞：煤礦；地質勘探；災害

1 煤礦地質情況的調查測繪

1.1 調查測繪范圍

煤礦水文地質測繪分為區(qū)域和礦區(qū)。區(qū)域水文地質測繪范圍應包括一個完整的水文地質單元，以查明區(qū)域地下水的補給，徑流、排泄條件為重點，水文地質條件簡單的礦床，可不進行區(qū)域水文地質測繪；礦區(qū)水文地質測繪應包括礦床疏干可能影響的范圍及補給邊界，以查明礦床充水因素及礦區(qū)水文地質邊界條件為重點。水文地質測繪比例尺，區(qū)域一般采用1：50 000～1：10 000；礦區(qū)一般采用1：10 000～1：20 00。

1.2 調查測繪方法

利用航片、衛(wèi)片進行，水文地質遙感。遙感判釋的目的是指到野外水文地質測繪路線的選擇，合理安排勘查工作，減少野外工作量提高勘查資料質量。利用地形地質圖進行水文地質調查測繪。

1.3 地質調查測繪的內容

劃分地貌單元、成因類型、地貌形態(tài)及其與構造的關系、地下水的分布等；地層巖性：分松散地層、可溶性巖層、非可溶性巖層。松散地層主要調查：成因類型、堆積方式、物質成分、顆粒、分選性、密實度、孔隙充填物及充填程度、方式、厚度及變化、含水層與隔水層的接觸關系、泉水出露方式及流量。

地質構造：大地構造體系往往控制著區(qū)域水文地質條件，地質構造控制著含水層和隔水層的分布規(guī)律、對地下水的形成、富集影響很大。各種水文地質現(xiàn)象：泉井（類型、地層層位、高程、流量、補給方向、水溫、物理性質）、生產(chǎn)井、老窯、地表水體（河、湖、塘、浜等）、古河道、巖溶及其形態(tài)和成因類型、暗河入口、出口、圈定地表水體的范圍、分析水系發(fā)育特征；對于河流穿過巖溶含水層或斷層時應設觀測站觀測其漏失量。分析地下水的補給、徑流、排泄等區(qū)域水文地質條件。

1.4 調查測繪地質資料的整理與分析

根據(jù)調查測繪所獲得的資料整理，劃分水文地質單元、了解地表、地下水的補給、徑流、排泄的條件及地下水富集部位；了解含水層的富水性及巖溶發(fā)育規(guī)律；巖溶發(fā)育與巖性、地質構造、節(jié)理裂隙的關系。對區(qū)域及井田水文地質概貌有一個全面的了解，便于指導水文地質勘查工作。

2 煤礦地質勘探相關問題和措施

2.1 首采區(qū)適度提高勘探程度

地質勘探最終階段結束，按地質勘探和煤礦設計，都要求首采區(qū)達到一定數(shù)量、比例的高級儲量，還應對構造、煤層有一定的控制程度，已有利主井、副井、風井的選址或和井型設計，準確知道巷道與煤層的空間關系，減少石門開拓量，達到采掘、運輸、安全最經(jīng)濟、優(yōu)化的設計。但在現(xiàn)有的經(jīng)濟體制模式背景下很難達到，為此必須找到在現(xiàn)有的經(jīng)濟模式條件下的經(jīng)濟承受能力、效益與風險協(xié)調的勘探模式和對策。

為解決這一現(xiàn)實的經(jīng)濟、風險、效益問題，認為煤田（礦）勘探應在井筒附近和首采區(qū)適當加密勘探工程，勘探工程間距取規(guī)范的下限，二類二型煤田（礦）最終勘探工程間距保持在250-300米為宜，提高勘探程度，高級儲量達到規(guī)定的比例，對首采區(qū)構造、煤層控制程度達到準確控制，達到規(guī)范要求的勘探程度，準確經(jīng)濟的確定井筒空間位置，準確控制首采區(qū)構造，明確井筒與煤層的空間關系，最大程度的減少風險，提高有限勘探經(jīng)費的利用效益。

目前煤田地質勘探仍沿用計劃經(jīng)濟時代的模式，地面地質勘探地質工作和煤礦地質勘探仍有脫節(jié)。勘探階段對大的構造控制、儲量控制有明確的規(guī)范要求，但小的構造和煤層的局部變化限于現(xiàn)有的技術還無法控制，這些小的構造和變化正是影響煤礦開采的主要因素，決定煤礦的開采經(jīng)濟效益甚至成敗，正確認識分析、預測這些小的構造也是煤礦地質工作的主要內容，最終達到準確預測煤層、構造的空間賦存關系，指導掘進開采。因此煤礦地質人員應和地面勘探同步介入勘探區(qū)，共同熟悉礦區(qū)的基本構造、水文，地層等地質狀況，為煤礦地質工作階段提供條件。

2.2 加強煤系地層沉積古地理研究解決煤層對比問題

煤炭資源是一種外生沉積礦產(chǎn)，煤系地層沉積時的古地理環(huán)境、古構造運動及其演化控制著煤系地層的厚度，煤層的厚度、結構，資源蘊藏量，后期構造演化控制煤層的空間賦存形態(tài)及空間關系。這些問題都要在勘探和井田開采過程中控制、發(fā)現(xiàn)、揭露、認識。認識程度及準確程度直接影響建井的進程和開采經(jīng)濟風險的控制。

當時的古地理環(huán)境、古構造在煤系地層上的直接反映就是地層巖性具有一定的沉積旋回，不同的巖性組合旋回代表了不同沉積古地理單元，也反映了當時的古構造演化過程。利用沉積旋回過程分析煤系地層，分析每一個旋回的巖石、煤層組合特征，確認煤層與各沉積旋回的關系，確認各煤層在旋回中的空間位置，總結出煤層的巖石、結構特征，實現(xiàn)煤層對比和切眼的連接。為解決這一問題，建議煤礦地質人員在工作中，不僅要熟悉井田的構造形態(tài)，區(qū)域、局部構造應力狀況，還要加強分析煤系地層當時的沉積古地理環(huán)境，為煤層對比提供有力的證據(jù)，實現(xiàn)各煤層的準確對比。

2.3 引入新的方法，更加準確研究巷道布置

煤礦地質工作的一般性日常工作主要是井下檢查素描巷道，觀察地層巖性、構造的變化并進行編錄，進行這一工作的前提是準確的認識巖性，準確判斷構造性質、規(guī)模等。逐步掌握礦井的整體構造特征和煤層的空間賦存狀態(tài)，對采掘巷道的設計布置提供準確依據(jù)，巷道掘進過程中遇到構造變化，及時正確作出判斷指導掘進。如果判斷的失誤導致掘井方向的偏差必然造成巨大的經(jīng)濟、物力、人力的浪費，甚至造成后期采掘的困難。

研究礦區(qū)地質現(xiàn)象最終是為指導生產(chǎn)，具體在為巷道設計提供依據(jù)，解決巷道掘進中遇到的問題。目前煤礦地質工作的狀況都是只能提出初略的方向，往往不是很準確，只能在掘井中修改，造成無謂的掘進量而增加生產(chǎn)成本。本人認為，充分利用煤田勘探地面地質填圖、鉆探工程等地質資料，引入數(shù)學地質理論有可能很好的解決這一問題。

數(shù)學地質就是引入概率統(tǒng)計等數(shù)學方法，使用計算機把地質現(xiàn)象或地質體數(shù)字化，從定性地質描述逐步定量地質描述，實現(xiàn)不同程度級別的模擬仿真，研究地質現(xiàn)象的時空演化過程，達到更加精確的描述解釋地質現(xiàn)象。煤炭是一種外生沉積層狀礦產(chǎn)，構造形態(tài)主要表現(xiàn)為面狀和線性，一般條件下有很好的連續(xù)性和穩(wěn)定性，數(shù)學地質研究有很好的適應條件，達到精查或詳查的煤田或礦井資料的詳實程度應該能達到高度的模擬仿真。如煤層底板引入趨勢分析等數(shù)學地質方法，使用多項式高次擬合，等趨勢方向有可能為采掘巷道提供準確的依據(jù)，利用剩余量解釋構造，初略趨勢解釋大的構造形態(tài)，高次擬合趨勢解釋小的構造。和三維地震解釋資料、鉆探資料相互印證補充，更加合理精確的解釋煤層、及構造在空間的賦存展布狀態(tài)關系，為煤礦建井選擇主巷道及生產(chǎn)巷道設計提供更加有力的依據(jù)，達到最優(yōu)化的設計，減少巷刀的設計失誤。

參考文獻

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