煤田地質(zhì)勘查技術(shù)與地質(zhì)環(huán)境綜合治理分析

劉獻科，許顏，李松然

（河南省煤田地質(zhì)局物探測量隊，鄭州 450000）

1 關(guān)于煤田地質(zhì)勘查的幾個常見技術(shù)簡析

1.1 地震勘查技術(shù)

地震勘探技術(shù)主要是通過地下介質(zhì)的彈性與密度間的差異來分析地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，主要利用人工設(shè)備所發(fā)射的地震波經(jīng)由地下介質(zhì)反射或折射后由專用檢測設(shè)備接收的信息分析得出，是一種典型的物理勘查技術(shù)。對于煤田中較淺的區(qū)域則常利用地面地震勘探技術(shù)進行，對于較深的礦藏區(qū)域則要利用深層地震勘探技術(shù)進行；對于較深的礦藏區(qū)域其地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜、操作難度大、空間狹小、不穩(wěn)定因素較多，為此，深層礦藏勘探技術(shù)主要可分成4 種：槽波法地震勘探、瑞利波勘探、震波超前探測技術(shù)和井巷二維地震勘探技術(shù)。槽波法地震勘探主要是借助槽波在煤層中傳播時所發(fā)生的變化特點來實現(xiàn)煤田區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)與煤層分布情況的勘查，此方法可以勘查較遠的距離且能夠呈現(xiàn)出較為精準(zhǔn)的結(jié)果，為地質(zhì)勘探任務(wù)提供寶貴數(shù)據(jù)支撐；瑞利波勘探主要是借助瑞利波（簡稱R 波）在煤田區(qū)域?qū)訝罱橘|(zhì)中進行彈性波傳播，并利用其R波的頻散特性收集其傳播速度與波長曲線信息來實現(xiàn)對煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息的勘查；震波超前探測技術(shù)主要是借助提前布置的震波激發(fā)點與接收點實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，并通過較多的點位布置收獲較多的數(shù)據(jù)信息進行處理與分析，進而實現(xiàn)對煤田區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)與煤層狀況的精準(zhǔn)分析與判斷；井巷二維地震勘探技術(shù)是當(dāng)前煤田礦區(qū)地震勘探技術(shù)中常使用的深層區(qū)域勘查技術(shù)，主要是杜絕不同探測波經(jīng)過深層地質(zhì)時反射或折射的影響與接收點在獲得數(shù)據(jù)并傳入計算機后在各分量上呈現(xiàn)不同程度的影響，需要根據(jù)煤田煤層的分布具體情況通過科學(xué)合理的手段布置一條條測線并沿測線開展地震勘探。此種技術(shù)主要借助地下各種介質(zhì)間所呈現(xiàn)的不同電阻、介電常數(shù)等物理特點，再由高頻電磁脈沖波發(fā)射器對煤田特定煤巖層進行勘查，是一種典型的物理勘查手段。此種勘探技術(shù)所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息具有較高的準(zhǔn)確性優(yōu)勢，能清晰地將地下礦區(qū)中地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖石分布、水位特點、瓦斯分布等情況充分展現(xiàn)，為煤區(qū)的開采作業(yè)提供最為準(zhǔn)確、科學(xué)的參考數(shù)據(jù)，是提升安全作業(yè)的有效依托。

1.2 電法勘查技術(shù)

電法勘探技術(shù)主要是依托地下不同巖石與礦石的導(dǎo)電性不同的特點，運用相應(yīng)的電場檢測設(shè)備對地下煤礦分布通過大地電流法或垂向測深法實現(xiàn)物理探查，并通過對檢測的不同電場、電磁場分析與研究實現(xiàn)勘測的目的，是勘探行業(yè)中較為常見的地質(zhì)勘查方法。

1.3 瞬變電磁技術(shù)

瞬變電磁技術(shù)因施工中較高的工作效率與二次場的低阻敏感特點使其成為煤田地質(zhì)勘探中首選的勘查方法，其主要運用不接地回線或接地線對地下礦藏發(fā)射脈沖磁場，并在一次脈沖磁場間歇期通過觀測地下介質(zhì)產(chǎn)生的二次感應(yīng)渦流場實現(xiàn)對介質(zhì)電阻率的觀測，經(jīng)計算機系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)的整合與分析進而準(zhǔn)確獲知煤礦區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)與煤層信息。這種勘探技術(shù)通常運用在較深的煤礦區(qū)域巖層的探測中，面對較深礦井狹小、受限的空間，則運用多匝小回線實現(xiàn)勘探任務(wù)。通過這種技術(shù)對礦井中巖層特征的探測能使作業(yè)人員更加準(zhǔn)確且充分地獲知地下礦井的實際情況，并根據(jù)開采任務(wù)與巖層特點布置開采方案，實現(xiàn)安全有效的施工作業(yè)。

1.4 無線電波透視技術(shù)

無線電波透視技術(shù)可稱為“陰影法或坑透技術(shù)”，其主要利用礦井中礦石的電磁吸收能力強弱判斷目標(biāo)煤礦；在工作時可采用坑道或井中發(fā)射電磁波，坑道或地面接收電磁波2種實施方案進行數(shù)據(jù)信息的采集，并通過收集的巖層信息判定地質(zhì)結(jié)構(gòu)的異常位置與地質(zhì)情況，如斷層、煤層薄厚區(qū)、陷落柱等。該技術(shù)屬于引進技術(shù)，在國內(nèi)普及與運用時間較短且處于研究與發(fā)展完善階段，其1.5MHz 與0.3MHz、0.5MHz 為當(dāng)前解釋精度較高的多頻無線電波透視技術(shù)，也為煤礦安全運行提供了強有力的技術(shù)支撐。

2 關(guān)于加強煤礦地質(zhì)環(huán)境綜合治理的措施簡析

2.1 健全評估體系

煤礦地質(zhì)環(huán)境綜合治理的加強首先需要健全評估體系，以環(huán)境保護為基本原則。而要建立健全的評估體系，評估標(biāo)準(zhǔn)不只限于煤礦開采所得的經(jīng)濟效益，并且在實際開采工作中對自然環(huán)境造成的損失也需給予慎重考慮【1】。比如，對煤炭資源進行勘探開采的工作中，是否會發(fā)生塌方和滑坡情況，正式開采后如何開展后續(xù)的環(huán)境治理與維護工作都需要做出全面考慮。煤田的勘探與開采工作如果建立健全的評估體系，有助于煤礦地質(zhì)環(huán)境綜合治理的順利開展與強化，有助于減少和避免地質(zhì)環(huán)境的損失，促使保護更到位，提高煤田開采企業(yè)的經(jīng)濟收益，進而提高整體社會利益。

2.2 明確各方具體責(zé)任

煤田地質(zhì)勘查與開采工程的進行，需要多方的合作和參與，方可實現(xiàn)一項利國益民的龐大工程，在此過程中，政府的主導(dǎo)作用是不容置疑與不可或缺的，因此，工程中各方的具體責(zé)任必須落到實處，防止哪方的粗心與不負責(zé)任，導(dǎo)致不可預(yù)計的后果與負面影響。因此，工程的實施一定嚴(yán)格遵循我國對應(yīng)的法律法規(guī)，同時必須依據(jù)煤田地質(zhì)的實際制定詳細對應(yīng)的規(guī)章制度，發(fā)揮監(jiān)管作用以及加強監(jiān)管的力度，確保工程在規(guī)范、合法合規(guī)、安全的情況下開啟。

2.3 勘查區(qū)域地質(zhì)情況的全面掌握

煤田地質(zhì)勘探與開采的工程施工中，必須對指定勘查區(qū)域的實際地質(zhì)情況作出全面了解與掌握，對于整個煤田地質(zhì)勘探開采工程而言，具有重大意義，比如，煤田地質(zhì)勘探開采工程施工中，煤礦勘探方式的合理選擇以及煤礦地點的精準(zhǔn)定位都需要以全面掌握勘探區(qū)域的實際地質(zhì)情況為前提等。因為煤礦所處地理位置不同，環(huán)境差異性也是很大的，沒有對勘探區(qū)域地質(zhì)實際情況有個全面的了解與掌握，很難開展后續(xù)勘探開采工作。因此，煤田地質(zhì)勘探開采工程施工中，針對目標(biāo)礦山的煤礦產(chǎn)量、種類、礦層構(gòu)造作出全面精細的調(diào)查，準(zhǔn)確掌握方方面面的地質(zhì)數(shù)據(jù)后，再針對煤礦勘探方式與煤礦地點做出合理而準(zhǔn)確的選擇。

2.4 各個環(huán)節(jié)的強化治理

煤田地質(zhì)勘探開采工程的地質(zhì)設(shè)計涵蓋鉆探工程與坑道工程2 種設(shè)計，它們之間存有一些區(qū)別：首先是鉆探工程的設(shè)計，實際操作中主要分4 個步驟：第一，確定煤田礦體鉆孔的具體位置；第二，鉆孔的孔口位置、傾斜角度、孔深度的進一步確定；第三，孔口位置注意不可開在陡崖、道路、建筑物等區(qū)域；第四，坑道工程的設(shè)計，是對平硐、豎井、巖脈等深部勘探，此類工程所需勘探技術(shù)條件較具復(fù)雜性，所需投資也較高，因此，在設(shè)計環(huán)節(jié)需要明確目標(biāo)與全面的地質(zhì)數(shù)據(jù)。這樣，環(huán)境綜合治理的落實顯得非常重要，必須細致到工程中的每一個環(huán)節(jié)。

總之，地質(zhì)勘探是煤田開采中極其重要的工作環(huán)節(jié)，它直接影響著開采效率的高低。因此，要有效提高煤田開采效率，需要相關(guān)工作人員在實際操作中，對煤田地質(zhì)勘探的各個工作環(huán)節(jié)做出精細而具體的剖析與探究。此外，還需健全相關(guān)制度設(shè)計，加強法律法規(guī)的約束力，以推進煤田地質(zhì)環(huán)境保護工作的順利進行。

3 關(guān)于煤田地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展

3.1 高分辨率數(shù)字地震勘查技術(shù)

當(dāng)前，煤田地質(zhì)勘探中為了獲得更清晰的畫面質(zhì)量應(yīng)用了高分辨率數(shù)字地震勘查技術(shù)，其主要是通過高頻地震儀收集地震波高頻波段，進而獲得地質(zhì)細微的反映數(shù)據(jù)信息，并通過專業(yè)計算機對數(shù)據(jù)信息進行精細處理，從而得到較高分辨率的地震剖面視圖【2】。此技術(shù)主要通過使用小藥量激發(fā)高頻、寬頻地震脈沖，再借助不同類型的檢波器的組合實現(xiàn)小偏移距的多次覆蓋收集反射信息，杜絕高頻信號的損失；在實際的地質(zhì)勘查作業(yè)時，為了能夠順利實施高分辨率數(shù)字地震勘查技術(shù)，需要各相關(guān)部門不斷優(yōu)化布局設(shè)計，確保此項技術(shù)的實際應(yīng)用價值，有效提升煤礦建設(shè)與收益。

3.2 加強潔凈煤技術(shù)的地質(zhì)基礎(chǔ)研究

中國作為煤炭資源大國，其煤炭的利用率一直備受關(guān)注，潔凈煤技術(shù)一直是重要探索課題。放眼全球、各國的潔凈煤技術(shù)都有不錯的成績及發(fā)展前景。在對煤炭資源潔凈技術(shù)探索與研究時，要從煤炭的形成原理開始到開采、加工、運輸、利用的每個環(huán)節(jié)進行細致分析與研究，提高潔凈煤技術(shù)的運用價值，有效提升煤炭利用率，減少對生態(tài)環(huán)境帶來的負面影響，使中國潔凈煤技術(shù)實現(xiàn)可持續(xù)的循環(huán)利用價值。

4 結(jié)語

總之，國家要發(fā)展，能源的開采在短時間內(nèi)還停不下來。煤礦是短期內(nèi)不可再生能源，因此，開采工作的進行必須準(zhǔn)確而細致，保證開采效率的有效方法便是勘探數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與直觀性，為此，地質(zhì)勘探技術(shù)與地質(zhì)環(huán)境的綜合治理仍需進行不斷的探究與改進。