淺析地質勘探在煤礦開采中的應用

石艷秋

摘 要：根據中國煤炭生產目前的發展狀況以及煤田的特性，文章結合了世界煤礦技術的發展狀況對中國煤田中有關地質勘探問題進行了討論，論述了如何對勘探精度予以提高，進行動態地質研究等，并對煤田的地質勘探工作技術的發展進行了展望。

關鍵詞：煤礦；地質勘探；技術；發展

煤炭作為二十世紀世界主要的能源物質，即便是進入到了二十一世紀仍舊在能源中占據主要地位，尤其是在我國。我國的能源種類較為單一，而已經探明的煤炭儲量在一萬億噸。而天然氣、石油在能源利用中也逐步發展，但由于資源本身的賦存條件以及開發、勘探等因素的限制，短時期內還不能大規模的進行生產。隨著市場經濟的不斷深入改革，煤炭工業的發展需要與市場條件相適應才能夠提高自身的競爭力，立穩市場，現代煤炭工業的發展要求是安全、經濟、高效。因此，要著重發展勘探技術使之適應煤礦生產的發展要求。

1 存在的問題

1.1 突水事故頻發、突水量增大

在我國東部的礦井開采中，水防治以及保水采煤是礦井建設以及煤礦開采工作中的重點問題，但是隨著開采深度的不斷加大，突水事故發生頻率開始提高，突水量也日益增加。由于這些煤礦的地質水文特點本就十分的復雜，加上開采深度的不斷加大，對于深層礦井的水治理問題不再完全適用淺層的礦井水治理經驗，因此就需要拓展新的方法適應深井礦井的水動力條件的方法。因此，從技術上講，我國的煤礦水害防治的發展主要趨勢為：對礦區的深層地質特征的運移、巖溶水形成特點進行研究，對深井巖溶水的突出機理予以研究，對預測技術進行開發。以此開發出適應現代化的防治技術。

1.2 從動態地質研究的角度對井下災害進行分析，其實折現現象都能夠堪稱是動力地質現象的一種，無論是常見的瓦斯突出、巖煤突出、突水、沖擊地壓以及井筒破裂等都和巖體自身的應力場緊密相關。主要就是由于巖煤在開采后，原有的地質各因素之間原本的平衡被破壞，因此巖體受到的應力會再次分配，從而誘發或者引發這些地質災害現象的出現。通過對該類現象的形成機理進行研究，對災害的出現進行實現的測定預防，通過動態的分析盡可能的對以上礦井病害的發生采取必要措施進行減弱、消除。

1.3 對于地質環境勘察的加強以及地質災害的妨害等方面，由于本身的天然地質條件受到了開采影響而破壞，因此，就會形成環境上的一系列問題。諸如：水源污染、更低破壞、粉塵沙化、二氧化硫以及一氧化碳等物質造成的大氣污染，從而引發了更具破壞力的地質災害，諸如：滑坡、地表塌陷以及地裂，嚴重者會引起地震的產生。煤礦的開采是一個持續、長期的過程，這就在開采過程中會遺留很多歷史問題，得不到相應的解決，有些問題會發展的相當嚴重，礦區的環境問題成為了制約煤礦產業發展的主要原因，另外加煤礦的開采不斷的推進，舊的問題未得到解決新的問題又開始產生，不斷積累下就自然成為了制約煤礦產業發展的原因，因此今后的礦區環境治理以及礦區環境的評價都會成為開發部門重點工作方向。

1.4 從勘探精度的提高角度分析，現代煤炭工業的機械自動化的主要特點就是連續作業。這就要求在開發前需要對煤層的變化精細入圍的進行查明，包括煤層的結構、厚度以及灰分變化，以及煤層、煤層頂板、底板的巖石的物理性質局部變動。但是無論是世界還是我國，在對煤炭的埋藏儲量上只要求了數量上的證實，并沒有提供能夠滿足現代開采的詳細地址信息，因此為了保證機械開采的順利進行，都需要進行補充勘探。

1.5 針對煤層氣的開發難問題，很多國家開始轉變研究方向，將煤層氣作為新興能源進行研究開發，目前已經有二十多個國家開始對煤層氣進行開發研究。但是在煤層氣的研究中遇到了很多技術性的難題：首先多數煤層氣的衰減較快，并且會受到專精過程中的污染；其次完井后會坍塌堵孔，水力壓裂的效果較為不明顯，所占比例較低，采氣效果較差。因此對我國如何開發煤層氣的技術攻關重點就集中在了對我國煤層氣開發的區段研究和模式探索上面。

2 煤田地質勘探技術發展趨勢

用發展眼光看，近年來鉆探仍將成為獲取“第一性”地質資料的重要手段。物探儀器日新月異，性能改進與更新迅速，向高靈敏度、高分辨率、高精確度、遙控、計算機實時控制、處理、數據分析和三維圖形顯示方向發展：物探方法向多維、多參數測量、多方法組合發展。近年來，值得注意的煤田地質勘探技術發展趨勢如下。

2.1 開發井下勘探技術根據國內外資料，落差小于5m、長度小于150m的小斷層及小型褶曲，近期不可能用地面勘探方法查明。因此，國內外普遍認為，應在采區開采前，在井下開展采區勘探或工作面勘探，其方法包括礦井物探和沿煤層鉆進?；诿簩用芏缺壬舷聡鷰r小，煤層是一個明顯的低速槽，近年來，探地雷達技術發展迅速。南非最近開發出的新型雷達系統對于巖體的定量研究效果十分顯著，能夠準確對斷裂帶的深度、巷道裂隙情況進行準確判定?？梢哉f將來在井下物探的發展前景十分良好。

2.2 受控定向鉆是水平鉆技術的發展基礎

近年來，水平鉆得到廣泛應用并發展迅速，不僅被應用在煤層鉆進上，同時還被應用在多角度多軌跡的鉆探中。我國煤炭部門是在上世紀末引入了水平鉆技術，并應用到石油的勘探中。因而在技術以及發展研究上還存在一定的差距。

2.3 加強綜合勘探

據有關材料說明，英國煤礦區盡管用三維地震勘探曾解釋出小至煤厚落差的斷層，但英國深部煤礦公司仍然重視鉆孔研究。近年來，他們在已經評價的賦存經濟可采儲量的井田，按400～500m網度布無心孔，用組合測井方法勘探。他們開發了一種巖層顯微掃描儀，通過人機聯作能解釋幾十厘米落差的斷層、裂隙、沉積和構造特征，以及應力方向。借助專用軟件，用組合測井可確定出巖石類型、巖石強度、孔隙度或滲透率、傾角、孔徑、分析水和烴等。

2.4 對地質勘探技術進行動態分析

在礦井的病害中，很多動力地質現象都是由于煤礦的開采誘發，因而在特征上具有一定的動態性。所以，對地質現象的預測要綜合其形成和強度，不能只是單單對原始的靜態數據進行反映，而是應當動態的分析巖煤層的應力實時動態數據資料。在加快推進煤礦的開采速度，實行動態勘探，對采掘區域進行連續的勘探，掌握其實時應力以及物性變化。

2.5 加強信息技術的發展

煤礦的地質勘探中已經逐步的加入了計算機信息技術，并一定程度上開始推廣，可以說，信息技術在煤礦的勘探工作中發展較快。由于很多高新技術的引用，在目前的煤礦勘探工作中，很多勘探數據對于地質情況的介紹、顯示以及分析和處理都能夠通過人機對話的方式進行，并且勘探中所使用的物探儀器也具有相對較高的自動化程度，能夠對現場進行預處理，對各項操作以及質量進行有效控制，對相關參數進行選擇。

3 結束語

據不完全統計，很多國家在煤炭的地質勘探上從上世紀的80年代后工作量明顯的開始減少，但是在工作內容以及開發勘探的工作量卻相對有所增加，并且在勘探禁錮上的要求越來越高。而從現代化的煤礦生產方面分析，我國在勘探上的技術同世界勘探技術相比還存在著很大的不足，所以，更是要對煤田的地質勘探工作予以重視，加快相關技術的發展，以此推動我國煤炭業的發展。

參考文獻

[1]儲紹良.礦井物探應用[M].北京：煤炭工業出版社.

[2]李夫忠.走向精確勘探的道路[M].北京：石油工業出版社.