淺析煤礦礦區的綜合地質勘探與煤炭資源的開發

王子涵

摘 要 煤炭是中國的第一能源，煤炭生產在中國國民經濟中具有舉足輕重的地位。中國東部許多老礦區的開采深度均在-800m以下，一些新建礦井的覆蓋層厚度便達600m，開采深度為-1000m左右。因此，中國東部煤礦已經進入深部開采階段。深部開采礦井均為高產高效礦井，對煤田地質工作提出了更高的要求，包括查明煤層中落差5m左右的斷層、幅度5m左右的褶曲、陷落柱和采空區的空間分布形態，同時查明與水文地質條件與瓦斯突出條件密切相關的煤層頂、底板巖性。

關鍵詞 煤礦礦區 地質勘探 綜合

中圖分類號：TD1 文獻標識碼：A

0前言

煤炭是中國的第一能源，煤炭生產在中國國民經濟中具有舉足輕重的地位。中國東部許多老礦區的開采深度均在-800m以下，一些新建礦井的覆蓋層厚度便達600m，開采深度為-1000m左右。因此，中國東部煤礦已經進入深部開采階段。深部開采礦井均為高產高效礦井，對煤田地質工作提出了更高的要求，包括查明煤層中落差5m左右的斷層、幅度5m左右的褶曲、陷落柱和采空區的空間分布形態，同時查明與水文地質條件與瓦斯突出條件密切相關的煤層頂、底板巖性。

目前，煤礦深部開采中的地質勘探技術是以地球物理方法為先導，其它基礎地質手段加以配合，其工作模式可分為三個層面：（1）井田范圍主要可采煤層開采地質條件評價；（2）采區地質條件勘查；（3）綜采工作面地質條件超前探測。

1地質勘探的階段劃分

固體礦產的地質勘探一般由找礦、普查、詳查以及勘探四個階段組成，四者之間先后順序不能輕易打亂，否則會對地質勘探工作造成困擾：找礦就是尋找評價具有工業價值的礦產資源為開展普查工作提供依據的過程；普查一般是在已知賦存有工業價值礦產資源的地區或者找礦的基礎上進行的。詳查是建立在普查工作的基礎之上，對資源條件較好且近期開發有利的地區進行。礦區開發建設的總體設計需要詳查為其提供依據，詳查成果確定礦區建設規模及井田劃分不因地質情況而發生重大變化；特殊水文地質和礦山工程地質等這些影響礦區開發的條件要做出正確客觀評價；開發建設井田地段的工作程度要保證滿足礦井建設可行性研究的需要，只有將這些工作確認到位，才能確保下步工作順利進行；精查是直接為礦井設計和建設服務的礦產地質勘查工作。

2煤炭企業在資源開發中常用的地質勘探方法

當前，煤礦的礦井突水、煤與瓦斯、陷落柱與斷層以及采空區塌陷災害是我國的煤礦地質的主要災害。這些災害嚴重影響煤礦企業的安全生產，威脅周邊人民群眾生命財產安全。煤礦的地質勘探的可行性和比選性工程方案能預上述為地質災害的防治提供設計依據。我國傳統的地質地質勘探是應用地球物理方法，主要有下列幾種：一是直流電測深法；二是瞬變電磁法；三是地質雷達法。

以上傳統的地質勘探方法單一使用都有一定的局限性，只能大致對煤礦地質結構大探明某一種突水因素，而不能對整個煤礦開采范圍的地質結構有效掌握。

3采用綜合方式進行地質勘探

3.1采區地面地震勘探技術

采區設計前，通過采用地面地震勘探手段，查明采區構造形態和斷層發育規律，查明煤層賦存狀況及底板起伏形態，對影響開采的含水層富水性進行評價，并提出水害防治措施，為采區設計提供可靠的地質資料。

3.2微動測深勘查技術

微動是一種在時間域和空間域都極不規則的震動現象。根據波動理論，微動記錄既包含有體波也包含有面波。由于在大多數情況下，微動的震源是在地表面或海底面，在微動中的面波成分相對于體波成分來說占絕對優勢，微動測深勘查方法就是利用這一占絕對優勢的面波來反演地下地質結構的方法。依據觀測形式的不同微動測深探查主要分為一下幾種形式：

（1）單點勘查。單點勘查方式觀測臺陣，一般由兩個不同半徑的同心圓（內接正三角形）組成，在圓心和圓周上內接正三角形頂點處各設置一套微動觀測儀；

（2）測線勘查。在煤田勘查這種大面積勘探中，單點勘查已經不能滿足生產要求。可采用測線（剖面）觀測系統，獲得S波速度剖面成果圖。在測區內按一定間距布置這樣的測線，可實現二維微動測深勘探，并反演測區三維S波速度結構，結合鉆孔及其它地質資料，可進一步解釋速度異常區域的地質意義；

（3）平面探查。在礦區或者要求更精細的勘探，在儀器數量足夠多的情況下可采用平面觀測，并反演測區三維S波速度體，從而圈出速度異常體或者面。

3.3井下鉆探與綜合物探法

井下鉆探是開展礦井防治水工作的重要手段之一，其優點眾多，譬如不受地面條件限制，工程量小、工期短、投資少、針對性強、水壓水量直觀、經濟合理。具體可用以下三種方法，首先是井下直流電法透視，這種方法是探測采煤工作面內部的導水構造、底板含水層的集中富水帶為目的。二是TEM探測：瞬變電磁法，也被稱作TEM法，這種方法是以探測不同高程的相對富水區為目的，，為針對性的采取防治水措施提供可靠的資料；三是彈性波CT，也被稱為地震層析成相技術，這種方式能夠可推測煤礦礦區的主要構造的發育狀況，四是瑞利波方法，這種方法能夠對掘進巷道前方的地質異常體情況做到了解，對于探測煤礦礦區的前方構造有良好的效果。

4結束語

總之，地球物理方法是煤礦開采地質勘探技術發展趨勢，煤礦企業在對礦區的地質勘探中，必須將基礎地質勘探手段與地理信息系統技術充分結合起來，大力運用三維地震、瞬變電磁、礦井物探、地面鉆探和井巷工程等勘探技術，取得多元數據，以便對斷層分布、地下煤層深度和厚度以及巖溶裂隙發育帶的分布等等地質狀況充分的掌握，進行綜合分析，然后建立出礦區的預測與評價的模型，發揮地球物理勘探方法的作用，為煤礦的安全與穩定生產夯實基礎。