煤田地質(zhì)勘探技術(shù)分析

黃 宇

（新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局一六一煤田地質(zhì)勘探隊(duì)，新疆烏魯木齊 830001）

煤田地質(zhì)勘探是促進(jìn)煤礦開采工作安全進(jìn)行的重要前期，只有保證煤田地質(zhì)勘探工作的順利進(jìn)行，獲得準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)信息，才能夠推動(dòng)煤礦開采工作的開展，在保證煤礦生產(chǎn)安全的同時(shí)，為采空區(qū)的治理工作提供有效依據(jù)。由于煤田地質(zhì)勘探工作的復(fù)雜性及專業(yè)性較強(qiáng)，必須深入了解煤田地質(zhì)勘探的特點(diǎn)，掌握煤田地質(zhì)勘探技術(shù)重點(diǎn)，采取合理的方法促進(jìn)煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的不斷發(fā)展，從而為行業(yè)及社會(huì)發(fā)展提供更加可靠的技術(shù)支撐。

1 煤田地質(zhì)勘探的特點(diǎn)

1）煤田地質(zhì)勘探直接為煤礦生產(chǎn)服務(wù)。通過煤田地質(zhì)勘探對(duì)煤田資源進(jìn)行探測(cè)，掌握煤田的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和煤層結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)制定出最符合現(xiàn)場(chǎng)情況的開采方案，從而促進(jìn)煤礦開采的穩(wěn)定進(jìn)行。

2）煤田地質(zhì)勘探具有較大的局限性。基于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展也不斷加快，能夠?yàn)槊禾锏刭|(zhì)勘探工作提供更多的技術(shù)選擇，但是我國(guó)地質(zhì)地貌較為復(fù)雜，再加上勘探技術(shù)本身的適應(yīng)性不足，很難對(duì)一切的勘探對(duì)象進(jìn)行勘探，使得煤田地質(zhì)勘探工作的開展受到一定影響。基于這一情況，必須要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行勘探，在資源含量豐富、地質(zhì)復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行針對(duì)性的勘探，最大程度減少煤礦開采中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3）煤田地質(zhì)勘探的資源十分豐富。在我國(guó)煤礦生產(chǎn)行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展背景下，煤田地質(zhì)勘探工作積累了豐富的信息資料，可以將其使用到煤田地質(zhì)勘探中，選出最具有安全性和經(jīng)濟(jì)性的工作方案[1]。

2 煤田地質(zhì)勘探技術(shù)重點(diǎn)分析

2.1 煤田鉆探技術(shù)

在開展煤田鉆探工作時(shí)，需要按照一定的技術(shù)流程進(jìn)行操作，主要就是先做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，對(duì)煤層的賦存狀態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造、地層層序進(jìn)行了解，對(duì)煤層數(shù)量進(jìn)行計(jì)算。在完成上述工作后，需要做好勘探工程的合理布置，整個(gè)過程可以選擇勘探剖面法，在勘探線的位置進(jìn)行鉆孔，且鉆孔的同時(shí)需要對(duì)巖心進(jìn)行提取，以便能夠獲得準(zhǔn)確的地質(zhì)信息，通過得到的信息數(shù)據(jù)完成原始鉆孔柱狀圖的繪制。由于傳統(tǒng)的設(shè)備已經(jīng)無法滿足鉆探工作的需求，可以選擇鉆進(jìn)參數(shù)探測(cè)技術(shù)、繩索取芯技術(shù)等現(xiàn)代化的技術(shù)手段開展工作[2]。

（1）鉆進(jìn)參數(shù)探測(cè)技術(shù)。在煤田鉆探中應(yīng)用這一技術(shù)，可以利用傳感器獲取相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，包括鉆機(jī)的鉆桿旋轉(zhuǎn)速度和鉆進(jìn)壓力等，方便對(duì)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整，使鉆探工作的效率得以有效提升。

（2）繩索取芯技術(shù)。這一技術(shù)就是在鉆桿內(nèi)撈取巖心，可以提高鉆探工作的整體效率，將鉆孔的彎曲度控制在最低程度，且能夠降低鉆探人員的工作強(qiáng)度。在選擇繩索取芯技術(shù)的時(shí)候，需要對(duì)套管直徑深度進(jìn)行合理選擇，確保防斜措施的有效實(shí)施，并選擇擴(kuò)孔器、鉆頭等作為配套工具，做好對(duì)繩索取芯鉆具的保養(yǎng)工作[3]。

2.2 重磁電及地質(zhì)雷達(dá)勘查技術(shù)

我國(guó)是一個(gè)土地面積較大、地形地貌復(fù)雜的國(guó)家，煤田地質(zhì)勘察工作中存在各種特殊的地質(zhì)地貌，比如斷層、沉積盆地、陷落柱等，以及采空區(qū)、礦山孔洞等，若是依舊采用傳統(tǒng)的技術(shù)手段，則很難保證煤田地質(zhì)勘探工作的有效性，甚至?xí)斐梢恍┎槐匾膯栴}。基于這一情況，需要對(duì)重磁電及地質(zhì)雷達(dá)勘查技術(shù)等現(xiàn)代化的技術(shù)方法進(jìn)行科學(xué)運(yùn)用，借助這些技術(shù)能夠快速準(zhǔn)確地掌握地質(zhì)地貌的實(shí)際情況。隨著重磁電及地質(zhì)雷達(dá)勘查技術(shù)的發(fā)展，包括瞬變電磁法勘探方法、直流電法勘探方法、地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)方法以及頻率域電磁法等，可以適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境，促進(jìn)煤田地質(zhì)勘探工作的有效進(jìn)行[4]。

2.3 測(cè)井勘查技術(shù)

將測(cè)井勘查技術(shù)應(yīng)用到煤田地質(zhì)勘探工作中，可以對(duì)巖層的電化學(xué)特性、導(dǎo)電特性和聲學(xué)特性進(jìn)行有效測(cè)量，為鉆井建設(shè)提供可靠的信息支持。隨著測(cè)井勘查技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，可以選擇的測(cè)井技術(shù)越來越多，比如常用的核測(cè)井技術(shù)、聲波測(cè)井技術(shù)、電法測(cè)井技術(shù)，不同的測(cè)井技術(shù)能夠帶來不同的技術(shù)效果，可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行合理選擇。從核測(cè)井技術(shù)這一方面來講，可以借助天然放射線來照射巖土剖面，將天然放射線的強(qiáng)度作為依據(jù)，對(duì)巖石的物性參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。從聲波測(cè)井技術(shù)這一方面來講，需要對(duì)巖石剖面的聲學(xué)物理特性進(jìn)行探測(cè)，將聲波傳播的幅度和速度作為依據(jù)，對(duì)巖層的特性進(jìn)行測(cè)定。從電法測(cè)井技術(shù)這一方面來講，利用下井裝置沿著巖石剖面對(duì)巖石的電阻率、自然電位等進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。

2.4 遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)

遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探工作中的應(yīng)用較為廣泛，可以采用的技術(shù)類型較多，比如多光譜遙感、雷達(dá)遙感、激光遙感、全息攝影遙感、紅外線遙感等，能夠?qū)崿F(xiàn)編錄及成圖的自動(dòng)化，使整個(gè)工作的效率及質(zhì)量得到保障。通過對(duì)遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，其應(yīng)用過程體現(xiàn)出大面積同步觀測(cè)、定位精確、投入不高等諸多優(yōu)勢(shì)，可以滿足煤田地質(zhì)勘探工作的需要。同時(shí)，在煤田地質(zhì)勘探工作中，需要做好各階段的地質(zhì)填圖工作，對(duì)有煤區(qū)域的巖層、煤層、斷層進(jìn)行測(cè)量，之后將地質(zhì)信息填土地形圖，使其能夠形成地質(zhì)剖面圖和地層綜合柱狀圖[5]。

2.5 綜合勘探技術(shù)

在開展煤田地質(zhì)勘探工作時(shí)，需要做到合理應(yīng)用綜合勘探技術(shù)，以此提高勘探效果，且能夠進(jìn)一步降低煤田地質(zhì)勘探工作的投入成本。具體來講，需要對(duì)工作區(qū)的地形地貌進(jìn)行充分了解，結(jié)合地球物理?xiàng)l件對(duì)勘查技術(shù)進(jìn)行合理選擇，重視鉆井技術(shù)、地震勘探技術(shù)、測(cè)井技術(shù)等多個(gè)施工工序的相互配合，在保證勘探效果的同時(shí)，將勘探工作的投入成本控制在合理范圍。例如：在新生界底層完全覆蓋煤炭地質(zhì)勘探區(qū)的情況下，可以選擇地震勘探技術(shù)與鉆探技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)方法，通過地震勘探技術(shù)對(duì)巖石特性、煤層的合并地帶、煤層的賦存深度、斷層、地質(zhì)構(gòu)造、煤田資源量區(qū)進(jìn)行探測(cè)，通過鉆探技術(shù)對(duì)煤田的煤質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行探測(cè)，從而獲得全面可靠的數(shù)據(jù)信息。

3 煤田地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展建議

3.1 研發(fā)高質(zhì)量鉆頭

在煤田地質(zhì)勘探工作中，必須要保證鉆頭的質(zhì)量符合要求，若是鉆頭存在質(zhì)量缺陷，不僅會(huì)影響到鉆探工作的效率及質(zhì)量，也會(huì)產(chǎn)生更多的安全隱患，不利于煤田地質(zhì)勘探工作的順利開展。因此，要充分了解工作區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造和巖石特性等各方面的情況，做到合理選擇鉆頭，為后續(xù)工作的開展提供有利基礎(chǔ)。同時(shí)，對(duì)鉆頭存在的不足之處進(jìn)行深入分析，加大對(duì)鉆頭的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高鉆頭的使用性能及使用壽命[6]。

3.2 應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)各個(gè)行業(yè)發(fā)展中不可或缺的一個(gè)重要部分，要求煤田地質(zhì)勘探工作堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)的原則，發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探工作中的價(jià)值，促進(jìn)煤田地質(zhì)勘探工作的順利進(jìn)行。就實(shí)際情況來看，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠?qū)γ禾锏刭|(zhì)勘探工作的效率進(jìn)行提升，降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，且能夠保證勘探工作的精確性，為后續(xù)的施工提供可靠的信息數(shù)據(jù)。例如：通過計(jì)算機(jī)顯微成像技術(shù)拍攝鉆孔中的巖體特性，方便工作人員對(duì)其進(jìn)行充分了解，作出更加準(zhǔn)確的分析。通過計(jì)算機(jī)處理器完成勘探資料的內(nèi)業(yè)整理和計(jì)算，可以獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，使煤田地質(zhì)勘探隊(duì)伍能夠提供更加優(yōu)質(zhì)的信息服務(wù)。

3.3 選擇金剛石為主的鉆探技術(shù)

與傳統(tǒng)的鉆探技術(shù)相比，以金剛石為主的鉆探技術(shù)體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)，可以降低煤田地質(zhì)勘探工作中的安全風(fēng)險(xiǎn)，確保鉆孔施工的質(zhì)量，提升提取巖心的效率，且能夠進(jìn)一步降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。因此，為保證煤田地質(zhì)勘探工作的有效進(jìn)行，需要優(yōu)先選擇金剛石為主的鉆探技術(shù)，為各項(xiàng)工作的開展提供有效支持。雖然以金剛石為主的鉆探技術(shù)具有較大的優(yōu)勢(shì)，但是也要認(rèn)識(shí)到這一技術(shù)對(duì)設(shè)備的要求較高，必須保證設(shè)備的正常工作，確保相關(guān)的配套設(shè)施完善，從而保證煤田地質(zhì)勘探工作的高效進(jìn)行。

3.4 引進(jìn)專業(yè)的技術(shù)人才

隨著煤田地質(zhì)勘探工程的持續(xù)發(fā)展，煤田地質(zhì)勘探工作對(duì)人才的需求顯著加大，要求勘探工作人員具備豐富的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)技能，且必須要保持良好的責(zé)任意識(shí)，做到嚴(yán)格履行自身的職責(zé)，確保每項(xiàng)工作的高質(zhì)量完工。基于這一目標(biāo)，需要提高人才培養(yǎng)的力度，引進(jìn)更多專業(yè)的技術(shù)人才，不斷提高煤田地質(zhì)勘探隊(duì)伍的素質(zhì)水平，為煤田地質(zhì)勘探工作的開展提供穩(wěn)定的人力支持。同時(shí)，需要對(duì)煤田地質(zhì)勘探工作的相關(guān)制度進(jìn)行完善，確保地質(zhì)勘探管理體系的完整性，以便能夠?yàn)槊禾锏刭|(zhì)勘探工作提供可靠的指導(dǎo)依據(jù)，對(duì)勘察人員的操作行為進(jìn)行約束，使煤田地質(zhì)勘探工作更具有規(guī)范性和有效性。

4 結(jié)語

煤田地質(zhì)勘探技術(shù)對(duì)我國(guó)煤礦生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展起到了較大的積極作用，想要發(fā)揮煤田地質(zhì)勘探技術(shù)具有的整體作用，就必須要充分把握好煤田地質(zhì)勘探的特點(diǎn)，做到合理選用煤田地質(zhì)勘探技術(shù)，并積極做好技術(shù)總結(jié)和分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，從而促進(jìn)煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，使其能夠?yàn)槊旱V生產(chǎn)行業(yè)創(chuàng)造出更大的效益。