山西煤礦資源地質勘探存在的問題及改善措施探析

于　磊

（山西地質博物館，山西太原030024）

山西煤礦資源地質勘探存在的問題及改善措施探析

于磊*

（山西地質博物館，山西太原030024）

煤炭作為當前國家基礎性的能源物質，無論是對國家的建設，還是對經濟發展，甚至是對我國的國防建設都起到至關重要的作用。就目前的形勢來看，在開采煤炭資源的過程中，已經出現淺層煤炭儲量偏少的問題，所以不得不將開采朝著更深的層次前進。但是在開采深煤層時又存在一定難度，因而就需要合理地利用地質勘探來確定深煤層的位置，從而達到提高生產效率，縮短生產周期的目的。因此，分析山西煤礦資源地質勘探存在的問題，從而提出改善技術及措施，希望能夠促進山西煤礦資源的進一步開采。

山西；煤炭資源；地質勘探

時代與經濟的發展讓我們看清煤炭資源的發展趨勢與發展需求。一直以來，煤礦資源的開發直接關系著國民經濟的發展和能源有效供應的戰略性問題。在目前的煤炭資源開發中，還存在諸多值得國家以及地方重視的問題，需要采取相應的改善措施，才能順利開發煤礦資源，推動煤礦企業實現可持續發展。山西省作為一個能源大省，長期性的粗放式管理使得山西煤礦資源浪費嚴重，導致資源可持續發展面臨嚴峻挑戰。所以，我們只有認清發展困境，了解發展要求，制定改善措施，才能讓山西省煤礦資源的開發與利用走上可持續發展之路。

1　山西煤炭資源開發利用過程中存在的問題

山西省擁有極為豐富的煤炭資源，其資源占據全國總量的五分之一，因此在能源重化工基地之中占據了主要地位。在山西全面轉型發展中，山西煤炭產業結構的調整以及企業兼并重組是重要的環節。從2006年開始進行了第一次整合，礦山主體從2200家減少到130家，煤礦井數也從2598座減少到1053座，而單井年產30×104t提升到110×104t。因此，山西煤炭產業結構的調整與煤炭企業的兼并重組支撐了煤炭工業的可持續發展，使得山西省逐漸成為煤炭版圖上的中心，但是依舊還存在部分問題需要我們去解決［1］。

1.1資源管理滯后，損失浪費嚴重

由于山西省煤礦企業分布過于廣泛，在管理監督上還存在較大的難度，再加上煤礦規模化開采有所欠缺，而為了追求經濟利益，大多數企業在開采中選擇“采厚棄薄”、“采富棄貧”的落后開采法，也不進行任何的地質勘探，就開展掠奪式的開采，這樣很容易浪費煤炭資源。另外，部分煤礦企業依舊選擇出賣原煤，只顧眼前利益開展開采工作，完全忽視了煤炭資源的后期加工與綜合利用，使得煤炭品種結構過于單一，再加上加工程度偏低，使得資源浪費與效益外流同時存在，直接威脅全省煤炭經濟的可持續發展。

1.2違法采礦頻頻出現

目前，雖然山西省相關部門加大了打擊非法小煤礦的力度，也關閉了部分小型煤礦，但是由于能源價格、利益的吸引，很多小煤礦“死灰復燃”，通過“晝停夜開，明停暗開”的方式開采，甚至是轉向屋內的打洞開采，這樣的開采方式極為不合理，也就談不上任何的對煤炭資源的地質勘探。當然，鋌而走險、私挖濫采、非法生產也是屢禁不止［2］。

1.3隨意開采，嚴重破壞地質環境

因為山西省處于黃土高原地區，山區占據了全省總面積的70%，再加上黃土高原本身地質松軟、缺少地表植被，使得其自然地質環境相對薄弱。同時，由于最近幾年煤礦過度開采，城市建設、公路建設、水利工程等等方面對地質生態環境造成嚴重的影響，也使得各類對人民生命財產安全帶來威脅的地質災害頻頻發生，如泥石流、滑坡、地裂縫、崩塌等，其中不合理開發是引發泥石流、滑坡、地裂縫、崩塌等最關鍵的因素，甚至部分區域已經淪落成“無人區”，這樣不僅對全省經濟會帶來影響，同時還會影響到社會的可持續發展。

1.4資源勘探滯后，后備儲量不足

由于煤炭資源屬于不可再生的資源，就算有新的煤炭資源被勘探出來，但是始終會有枯竭的一天。另外，隨著我國經濟的不斷發展，煤炭資源呈現出驚人的消耗量。由于煤炭行業秩序過于混亂，地質勘探運作缺少相應的管理力度，再加上資金投入量不足，很容易減少新發現的煤炭資源，使得后備儲量的增長速度遠遠低于實際的消耗速度，這樣的行為降低了對煤炭資源的保障程度，同時也降低了煤炭資源對山西省經濟建設的支持力度。

1.5傳統勘探中的問題

在煤礦地質勘探中，如果僅僅選擇一種勘探方式，很容易因為不全面的勘探造成突水現象的出現，或者是僅僅了解了一處巖溶發育具體情況，但是未能掌握煤礦整體的信息，這樣很容易影響后期的開采工作，無法掌握整體的煤炭資源。雖然在煤礦開采中，突水現象是非常常見的，屬于一般性病害，但是引起突水現象的原因很多，并且非常復雜，所以這也值得工作人員給予高度重視［3］。一般來說，煤礦出現突水現象沒有規律可循，由于時間與空間的差異，突水現象也會在地質結構的改變作用下發生。如斷層導水型突出，構造突水激勵就會起到主導作用，而底板破壞型突水，采礦東亞就成為突水的關鍵所在。所以，為了避免出現井田底板突水現象，我們就需要采取相應的措施全面勘探突水原因，再采取有效的措施進行突水治理，如此才能確保從根本上避免突水問題，這樣也能保障人員安全。換而言之，也就是在水文地質條件的勘探中，只采取一種方法是遠遠不夠的，只有通過多種手段的綜合運用，才能達到最佳化的勘探效果。

2　山西煤礦資源地質勘探的改善及發展對策

想要真正解決山西煤炭資源所面臨的可持續發展問題，就應該根據資源地質勘探的要求，堅持環境保護以及資源節約的基本國策，做到統籌兼顧、周密計劃，加強煤炭資源利用體系科學化、合理化建設，這不僅有利于全面小康社會政策與體制建設得到保障，同時也為自然資源的法制建設提供了更多新的要求。就山西省而言，從2009年開始煤炭企業的兼并重組，無論是市場集中度、行業總體實力，還是資源規模的占用得到了質的飛躍。將原本的的“多、小、散、亂”等局面一一改善。另外也通過下述的有效措施，將其山西煤礦資源的地質勘探進一步改善。

2.1建立煤炭資源勘探協調機制

想要將國有資產管理職能以及政府行政管理職能充分發揮出來，就需要在一定范圍內做好明確的劃分，加強相互的溝通與協作，為煤礦企業資源的勘探提供宏觀方面的調控以及全方位服務，這樣才可以避免因為無序競爭所形成的小利局面的出現，但這絕對不是走計劃經濟的老路，而是考慮到煤炭資源產業經濟本身的特殊性，從而讓“看不見的手”與“看得見的手”相互配合，以此來推動煤炭資源地質勘探的順利發展。

2.2加強煤炭資源勘探規劃

加強對煤炭資源的勘探，需要在國家統一規劃的基礎上，建立煤炭勘探的規劃區。對于非國家規劃區，一律不允許進行無序的煤礦勘探。在國家規劃區域范圍內，也需要實施勘探的準入制度。在煤炭地質勘探資質認真制度完善后，未擁有條件、不具備資質的煤炭企業，都不允許進行區域內的勘探。在資源方面，煤礦企業也需要繳納3種費用：第一，土地使用費，也就是土地的出租費用。第二，礦產資源費，按照價格的百分比計算。第三，紅利，相當于資源地租，資源條件好的可以多交一點，而資源差的可以少交或者是不交。

2.3加強煤炭資源的保護

一直以來，煤炭資源保護已經成為老生常談的問題，在國內也建立了相應的法律法規來保護資源，如《煤炭法》、《礦產資源法》等，當然也包含了地方性法規。但是造成資源浪費有增無減的原因包含了：第一，資源管理度偏低。第二，欠缺執法強度，監督管理機制不強。第三，對資源的開發與利用缺少相應的評估管理體系，在礦井資源的回收上只能做出大致的估計，但是卻沒有確切的數據加以支持。第四，在資源浪費方面沒有明確的約束機制。所以，在煤炭資源的保護方面，還需要從資源的勘探入手，從根本上解決煤炭資源的問題，當然，杜絕浪費與破壞的問題出現也是不可少的［4］。

2.4建立煤炭資源戰略儲備制度

對于煤資源的戰略儲備與產品的戰略儲備有著同樣的地位，并且對于更經濟、更低成本的煤炭資源需要進行戰略儲備，否則，就容易出現“采厚棄薄、嫌貧愛富”的問題，造成的后果不堪設想。一般來說，全國煤礦平均資源的回收率在35%左右，對于部分后備性的煤炭資源，可以選擇投資性勘探，但是勘探的結果可以暫時不用投入到市場之內，而是作為戰略性儲備使用。將來，就可以根據煤炭資源供需的實際需求，再決定應該如何去開發資源，如何做到相應的調節［5］。

2.5采用綜合方式進行地質勘探

2.5.1利用采區地面的地震勘探

在設計采區之前，可以通過地面地震的勘探手段，能夠查明斷層的發育規律以及采區的構造形態，通過底板起伏形態以及煤層賦存狀況等查明，評價對開采含水層富水性產生的影響，以此來提出針對性的水害防治措施，就能夠提供可靠的資料供采區設計分析。

如，三維三分量采區的地震勘探中，利用這一技術，就可以發現斷距較小的小斷層。在解釋出的構造圖中，斷定層條數增加。三維地震疊偏資料經過三維空間歸位處理，對繞射波、斷面波等異常波有較好的壓制作用。使得斷面的反射波對斷層下盤影響減小，因而能夠更清楚地在疊偏剖面上識別斷主要層位置，發現更多的斷層。利用垂直剖面與水平切片相結合及放大功能等優勢，能夠發現落差少于1/4個相位的小斷層，并且區使得解釋出的斷層平面組合更趨合理。如此的方式，也有利于煤炭資源的地質勘探。

2.5.2微動測深勘查

微動，指的是在空間域和時間域之中都呈現出極為不規律的一種震動現象。按照波動的相關理論，微動記錄不僅包含了體波，同時也包含了面波。由于絕大部分情況下，微動的震源來至于地表面或者是海底面，在微動的面波成分相對于體波，還是占絕了一定的優勢。而微動測深勘探方法就是利用這樣優勢，從而對地下地質結構進行反演。

2.5.3井下鉆探以及綜合物探

通過放水實驗，能夠做到宏觀性的含水層富水性的控制，在此基礎上，對于每一個富水區工作面都需要按照不同的條件，使用相應的物探手段，對局部的導水構造、局部富水帶以及隔水層變薄帶加以探明，然后再利用鉆探手段對其進行再次驗證，就可以有針對性的對疏水降壓以及注漿改造等治水工程進行重點布置［6］。

如，在使用鉆探技術時，為了方便煤炭資源的開采，可以利用反循環鉆探技術，反循環鉆探技術分為空氣反循環和水力反循環兩大類，這種分類主要是根據循環的介質不同進行的；水力反循環鉆探技術的循環介質是水或者泥漿之類，它的工作原理就是將水或者泥漿傳送到孔底，取芯鉆頭就可以得到粒狀的巖芯，然后取得的巖芯就可以隨著鉆頭到達地面，空氣反循環鉆探技術的工作原理就是雙壁鉆桿外管將空氣輸送到孔底，空氣到達孔底之后就會產生膨脹，對孔底的潛孔錘會產生一個沖擊力，從而潛孔錘就會對孔底的巖石產生劇烈的撞擊，使巖石剝落。當然，針對不同的煤炭資源，合理地利用鉆探技術，才能讓煤炭資源的開采更為的合理。

總而言之，對于存在底板巖溶水害威脅的區域，在探查其水文地質條件后，就應該將各種規模的放水實驗作為最關鍵的探查手段，并且以此為計劃，配合上各種鉆探手段和物探手段，進一步查明局部水文地質存在的異常區域，進而達到相互驗證、相互補充的條件，以此來體現多種勘探方法擁有的綜合效應，這樣所取得的技術效果也非常明顯。

3　結語

綜上所述，對于山西省的建設與發展而言，煤炭資源的可持續發展已經成為一項艱巨而又長期的任務。無論是站在全局的角度來看，還是站在局部的角度來看，無論是站在經濟發展的角度來看，還是站在社會發展的角度來看，我們都需要認識到煤炭資源可持續發展對山西省的重要性。作為煤礦開采企業，不應該局限于眼前利益，應該放眼于未來，積極探索，以可持續發展的要求來約束自己，不斷地強化煤炭資源的開發與利用管理，以便從煤炭資源的地質勘探入手，提升經濟建設質量，讓煤炭資源的地質勘探走上一條可持續發展之路。

［1］劉寶.論礦區綜合地質勘探與深部煤礦資源的開采［J］.科技致富向導，2013（29）：233.

［2］段明亮.云南省石林縣煤礦資源開采監管研究［D］.云南財經大學，2014.

［3］張彤.地質勘探技術在煤田開發中的應用［J］.科技創新與應用，2014（36）：83.

［4］關林.淺析礦區的綜合地質勘探與煤炭資源開發［J］.城市地理，2014（10）：21.

［5］蘭紅強.煤礦水文地質問題及勘探技術探討［J］.內蒙古煤炭經濟，2014（12）：190-191.

［6］郜宏偉.淺談煤礦礦區的地質勘探方法［J］.環球人文地理，2014（12）：44.

TD166

A

1004-5716（2016）06-0102-03

2015-05-28

2015-06-03

于磊（1982-），女（漢族），山西靈丘人，工程師，現從事地質勘查技術工作。