當前煤炭資源勘查中尚需解決的關鍵問題研究

趙紅亮

（寧夏回族自治區(qū)煤田地質局，寧夏 銀川750011）

0 引言

21 世紀是信息化時代，信息的共享、多學科的融合、定量化評價、智能化決策、三維可視化顯示的研究等將是未來煤炭資源勘查研究發(fā)展的主要方向之一。定量化評價方法和地理信息系統在煤炭資源勘查領域的應用，為煤炭資源勘查向定量化、信息化和智能化方向發(fā)展創(chuàng)造了條件。

1 當前煤炭資源勘查的現狀

我國是一個多煤少油的國家，煤炭在我國一次性能源結構中處于絕對主要位置，煤炭工業(yè)在國民經濟中的基礎地位，將是長期的和穩(wěn)固的，具有不可替代性。

我國東部地區(qū)地質研究程度高、煤炭開發(fā)強度大、后備資源短缺。經過多年勘查開發(fā)，露天和淺部煤炭資源基本上均已動用，已經進入深部開采。煤炭資源勘查的重點也轉向煤系賦存條件復雜和已有信息有限的巨厚新生界覆蓋區(qū)、推覆體下、老礦區(qū)深部等區(qū)塊，因此，找煤難度大、勘查精度低、開采地質條件復雜。雖然我國東部地區(qū)煤炭地質勘查工作取得了很大的進展，但是，在巨厚新生界覆蓋區(qū)、推覆體下、老礦區(qū)深部等區(qū)塊中的地質勘查的思路和方法、 技術手段等方面，還存在不少有待攻關的難題。 所以，我國東部地區(qū)的煤炭資源接替緊張局面沒有緩解，不能滿足東部煤炭工業(yè)發(fā)展的需要，成為制約我國煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。

我國西部地區(qū)煤炭資源豐富， 總量占全國煤炭資源的80%以上，尤其是西北地區(qū)，中生代煤系地質條件相對較簡單，且主要為低灰低硫的優(yōu)質煤。 隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的深化實施，西部煤炭資源將與油氣資源共同構成我國21 世紀能源戰(zhàn)略接替基地。然而，西部地區(qū)煤炭資源工作程度較低，自然地理條件惡劣，西北多為黃土高原、高寒山區(qū)、沙漠戈壁等類型，生態(tài)環(huán)境脆弱；西南山區(qū)地貌復雜、交通不便。常規(guī)勘查手段的使用受到很大的限制。 如何快速、有效地實施煤炭勘查工程，是煤炭工業(yè)戰(zhàn)略西移的必須解決的基礎問題。

鑒于當前煤炭資源勘查對象的復雜性及中國煤炭資源勘查面臨的一系列復雜地質難題，所以，我們必須在加強煤炭資源賦煤規(guī)律研究的基礎上，建立現代煤炭資源勘查理論與技術方法，以指導煤炭資源勘查工作。

2 今后煤炭資源勘查的發(fā)展趨勢

隨著以數字化和電子化技術的迅速發(fā)展，以及煤炭資源勘查研究力量的日益加強，煤炭資源勘查的數字化、定量化、信息化、網絡化、智能化和可視化是現代煤炭資源勘查的發(fā)展趨勢。 其主要有以下三方面:

2.1 多元數據復合處理技術

隨著煤炭資源開采范圍及開采強度的增加， 淺部資源日益減少，開采深部逐漸增加和開采地質條件復雜。在復雜條件下的煤炭資源具有已知信息的有限性、信息的隱蔽性、灰色性和不確定性等特點，造成現代煤炭資源勘查的難度大、精度低。 由于煤炭資源勘查技術手段的多樣性，勘查數據呈現多元、多類、多量、多維、多主題等特征。因此，利用GIS 技術，采用多元信息的復合、融合、處理等技術，加強勘查數據的深層次信息提取，如，對內部、深部、隱蔽及微弱信息以及新區(qū)信息的提取。

2.2 各種數學模型的完善與定量化、智能化、精確化發(fā)展

由于煤炭資源勘查信息具有己知信息的有限性、 信息的隱蔽性、灰色性和不確定性、 及各種信息間的關系主要是非線性的等特點，對煤炭資源勘查所要解決的關鍵問題進行研究時，要建立煤炭資源勘查各關鍵問題的數學模型，進行煤炭資源勘查的定量化研究，實現煤炭資源勘查的定量化、系統化、計算機化和智能化。

2.3 可視化與三維地質模型技術

在煤炭資源圖件機助編制技術和顯示上與三維建模技術和可視化相結合，實現煤炭資源勘查的三維可視化。 煤炭資源勘查信息具有三維、動態(tài)等特征，可視化技術在煤炭資源勘查中的應用將日益普遍，并將結合虛擬現實、體視化、仿真、動態(tài)模擬等技術，實現三維可視化的數字煤炭資源勘查。

3 煤炭資源勘查中需解決的關鍵科學問題

3.1 煤層穩(wěn)定性的定量評價問題

煤層穩(wěn)定性評價的正確與否，直接關系到地質勘查類型的合理確定和煤炭資源開發(fā)利用價值的正確評估，同時，還關系到礦井建設中工作面的布置及開采方式的選擇。建國以來的歷屆規(guī)范及現行的《煤、泥炭地質勘查規(guī)范》（DZ/T0215-2002） 都把煤層穩(wěn)定性定性的分為四類型，在實際工作中，對于確定不同煤層的穩(wěn)定性不易掌握，對勘查類型的劃分帶來一定的主觀隨意性。 所以，對煤層的穩(wěn)定性進行定量研究和探討具有重要意義。

3.2 地質構造復雜程度的定量評價問題

地質構造復雜程度影響井田的劃分，勘查工程的布置，勘查類型的劃分，它不僅決定了煤礦井型設計和開拓方式的選擇，同時，對礦井突水、圍巖變形、煤與瓦斯突出有著重要影響。現行《煤、泥炭地質勘杳規(guī)范》（DZ/T0215-2002），依據構造形態(tài)、斷層和褶曲的發(fā)育情況及受巖漿巖的影響程度， 將勘查區(qū)的構造復雜程度定性的劃分為四種類型。 在實際工作中，對于地質構造復雜程度不易掌握。 所以，對地質構造復雜程度進行定量研究和探討具有重要意義。

3.3 勘查類型的定量劃分問題

煤炭資源勘查類型問題，是煤田地質勘查工作的理論和實踐的重要問題。 長期以來，煤礦勘查類型都是根據勘查規(guī)范中規(guī)定的定性條文進行確定的。由于沒有定量的劃分標準，因而執(zhí)行起來比較困難，往往因人而異，因地而異。在劃分煤礦勘查類型時，特別是對一些過渡類型的礦區(qū)或勘查區(qū)，由于人們的經驗和標準不同，常常會出現較大的分歧。若勘查類型錯定為高一級，勘查線距布置就過密，勢必增加勘查費用，造成大量資金的積壓和浪費；若勘查類型錯定為低一級，勘查線距布置過稀，勘查區(qū)的地質研究程度不夠，同樣，也會給煤礦生產建設帶來重大的損失。因此，在煤田地質勘查階段，研究和確定影響煤礦勘查類型劃分的定量指標和定量標準，建立煤礦勘查類型的定量劃分方案，進行快速、準確的勘查類型確定，不但具有重要的理論意義，而且具有重大的技術經濟意義。

3.4 煤質的綜合評價問題

煤炭資源勘查是為煤炭資源的開發(fā)和利用服務的。為了正確選擇煤礦建設與生產中的各種技術經濟參數， 保護和合理利用礦產資源，保證有關工業(yè)企業(yè)投資的經濟效益，在煤炭資源勘查過程中必須對煤炭資源進行可行性評價。煤炭資源勘查的任務是查明煤炭的數量特征（煤炭資源/儲量）、煤炭的質量特征（煤類、煤質）和開采地質條件等，所以，在煤炭資源勘查過程中必須對煤炭資源進行煤質綜合評價（煤類、煤質和工業(yè)用途等）。煤類和煤質決定了煤炭資源的合理利用和工業(yè)價值，煤炭質量等級評價是指評定煤炭質量及其在工業(yè)上利用的價值。 工業(yè)用途評價確定煤炭所適用的各種工業(yè)用途，優(yōu)質煤評價是以特定用途為依據，通過定量模型評價煤的優(yōu)劣級別。

4 結束語

總之，由于勘查對象的復雜性、各種精確探測資料的獲取難度的增加和勘查成本的增加，所以，選擇和配合適用的勘查技術手段、布置合理的勘查程序、綜合處理和深度挖掘多元數據，應用新的研究方法等方面的研究是我國當前煤炭資源勘查開發(fā)亟待解決的問題之一。

［1］曹代勇，陳江峰，杜振川，等.煤炭地質勘查與評價[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2007.

［2］孫升林，曹代勇，張群.煤炭地質勘查與資源評價管理[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2007.