新技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探中應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

趙明明

（晉城市煤田地質(zhì)勘探隊(duì)，山西晉城048000）

煤礦在開(kāi)采設(shè)計(jì)前需對(duì)開(kāi)采煤田進(jìn)行地質(zhì)勘探，勘探的內(nèi)容主要包括煤田埋深、煤田覆蓋面積、煤田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造情況等，并進(jìn)行煤田開(kāi)采可行性研究。煤田勘探主要利用新技術(shù)進(jìn)行煤田勘探數(shù)據(jù)獲取及分析，所以煤田地質(zhì)勘探技術(shù)合理應(yīng)用對(duì)煤田可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]；在實(shí)際煤田地質(zhì)勘探中，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘探條件合理運(yùn)用新技術(shù)，把握地質(zhì)勘探技術(shù)的要點(diǎn)，從而保證煤田地質(zhì)勘探安全科學(xué)性。

1 煤田地質(zhì)勘探條件分析

我國(guó)煤炭大多分布在平原及丘陵地區(qū)，由于這些地區(qū)的地形比較復(fù)雜，因此需要在煤炭開(kāi)采前對(duì)水文地質(zhì)構(gòu)造及工程地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分析，對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘測(cè)，有利于后期技術(shù)人員對(duì)煤田采取相應(yīng)的技術(shù)措施，從而確保礦井能夠合理高效地進(jìn)行開(kāi)采。

（1）水文地質(zhì)條件：我國(guó)煤炭資源豐富，從北向南依次遞增。技術(shù)人員需要對(duì)煤層含水特征進(jìn)行劃分，從而了解煤層含水量。煤系碎屑巖能夠作為礦井隔水層，這是因?yàn)殡m然夾縫中會(huì)存在縫隙，但由于煤質(zhì)硬度較大，也能夠阻擋礦井周圍地下水進(jìn)入，因此礦井在開(kāi)采之前需將地下水及地表水排出后才能進(jìn)行后期的開(kāi)采作業(yè)[2]。

（2）工程地質(zhì)條件：技術(shù)人員要對(duì)礦井周圍不同巖石構(gòu)造進(jìn)行勘測(cè)分析，針對(duì)不同的巖石層采取相應(yīng)的措施。通常煤層較穩(wěn)定的巖層中均由泥巖、鋁土巖和粉砂巖組成，這些巖層能夠在礦井開(kāi)采時(shí)起到保護(hù)作用。由于礦井在開(kāi)采時(shí)還會(huì)遇到較為復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，因此地質(zhì)勘探人員在前期的勘探工作中盡可能全面的了解地質(zhì)信息，為后期礦井開(kāi)采方案提供準(zhǔn)確的理論依據(jù)。準(zhǔn)確掌握礦井的探勘地質(zhì)信息，不僅能夠確保工作人員的生命安全，還能發(fā)現(xiàn)煤田中隱形的煤炭，有效提高礦井的出煤量，確保礦井的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）環(huán)境地質(zhì)條件：環(huán)境地質(zhì)條件主要是通過(guò)預(yù)查、普查、詳查以及勘察的方式準(zhǔn)確掌握煤田的地質(zhì)資料，從而為后期煤田的勘探打好基礎(chǔ)。通過(guò)調(diào)查礦井開(kāi)采區(qū)域周圍的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降等礦山環(huán)境地質(zhì)條件，了解礦井的環(huán)境地質(zhì)條件及地質(zhì)資料，此外還需對(duì)區(qū)域地下水位降落漏斗、地下水污染、地方病、土壤污染、原生劣質(zhì)地下水、土壤荒漠化、土壤沼澤化含水量等周邊地下水文地質(zhì)問(wèn)題[3]，此外還需對(duì)周片區(qū)域開(kāi)采情況、地面人員及建筑物分布進(jìn)行全面了解。

2 新技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探中應(yīng)用

（1）地震勘探法：通過(guò)人工制造地震波的方式來(lái)了解周圍煤田巖層的結(jié)構(gòu)與成分。煤田中各煤層間的成分不同，通常相鄰煤層的差異較大，因此需要勘探人員在進(jìn)行勘探作業(yè)時(shí)準(zhǔn)確掌握各巖層的彈性及強(qiáng)度。地震法勘探法是很多煤田勘測(cè)工作常使用的一種手段，這是因?yàn)樵摲椒ㄔ砗?jiǎn)單，使用范圍廣。人工制造的地震波能夠隨意穿梭在各巖層之間，并將巖層的結(jié)構(gòu)報(bào)告給勘測(cè)人員。該方式在煤田勘測(cè)的領(lǐng)域中使用范圍較廣，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，該方法也在原有的基礎(chǔ)上繼續(xù)創(chuàng)新，勘探結(jié)果的準(zhǔn)確度將進(jìn)一步擴(kuò)大。

（2）重力勘探法：該方法主要是通過(guò)利用重力對(duì)周圍煤田的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘探。該方法通過(guò)利用煤田橫向分布特點(diǎn)，對(duì)各巖層施加不同的作用力，從而了解巖層的密度。由于不同硬度的巖層在不同的作用下會(huì)得到不同的反應(yīng)，勘測(cè)人員可以根據(jù)不同的反應(yīng)結(jié)果了解到有用的地質(zhì)信息[4]。技術(shù)人員后期根據(jù)地質(zhì)信息能夠準(zhǔn)確了解煤田的走向分布及形態(tài)。然而該方法通常需要比較精密的儀器才能實(shí)現(xiàn)，如儀器發(fā)生故障或靈敏度不夠都會(huì)導(dǎo)致后期的檢查結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤，從而給勘探結(jié)果造成誤差。因此在工作環(huán)境好、儀器準(zhǔn)確度高的情況下比較適用該方法。

（3）電化勘探法：該方法主要是利用煤炭中含有的電磁特性及電化學(xué)特性來(lái)了解礦體的相關(guān)物理參數(shù)，從而準(zhǔn)確掌握煤田的區(qū)域、范圍、大小、深度。在使用該方法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，勘探人員根據(jù)電化學(xué)場(chǎng)及電磁場(chǎng)變化規(guī)律來(lái)掌握煤田的空間分布。

（4）磁瞬間勘探法：該方法主要是通過(guò)煤田瞬間電磁對(duì)煤田進(jìn)行勘探，是一種時(shí)間域類型的勘探方法?？碧饺藛T通過(guò)電磁法掌握煤田的勘探深度及分布，也可以通過(guò)增加收回線匝數(shù)及加大發(fā)射功率來(lái)增加回饋信號(hào)的強(qiáng)度及準(zhǔn)確度。

（5）遙感技術(shù)：隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，遙控技術(shù)已經(jīng)由傳統(tǒng)的飛機(jī)、衛(wèi)星高端設(shè)備逐漸轉(zhuǎn)到和煤田地質(zhì)勘測(cè)設(shè)備上。勘探人員將先進(jìn)的遙控技術(shù)與現(xiàn)有的勘探技術(shù)相結(jié)合，提高了勘探的準(zhǔn)確度。同時(shí)該方法還可以與互聯(lián)網(wǎng)及人工智能等技術(shù)相互融合[5]，從而顛覆性地彌補(bǔ)了之前勘探技術(shù)上存在的漏洞，對(duì)將來(lái)地質(zhì)勘探工作具有跨時(shí)代的意義。

3 煤田地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

（1）通過(guò)實(shí)際煤田地質(zhì)勘探經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，勘探工作的主要核心技術(shù)是能夠準(zhǔn)確掌握煤田的布置，從而有效地幫助后期整個(gè)礦井煤產(chǎn)的勘探。勘探工作人員要根據(jù)發(fā)展需求，對(duì)礦井內(nèi)的重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行勘探，特別要著重關(guān)注礦物質(zhì)勘察，提高勘探設(shè)備的準(zhǔn)確度與靈敏性，對(duì)勘查工作的標(biāo)準(zhǔn)范圍進(jìn)行完善，從而全面提高勘探工作的準(zhǔn)確度。

（2）隨著礦井產(chǎn)量的提高需工作面向礦井深處延伸，原有的煤田勘察方式已經(jīng)無(wú)法滿足生產(chǎn)需求。因此需要使用準(zhǔn)確的勘探數(shù)據(jù)與衛(wèi)星技術(shù)及電腦相結(jié)合，準(zhǔn)確地分析出煤田深度及隱形的煤田。衛(wèi)星技術(shù)能夠根據(jù)煤田周邊的土壤結(jié)構(gòu)，與煤田周邊礦山地質(zhì)條件結(jié)合，經(jīng)過(guò)電腦分析出煤田周邊是否有隱形的煤田，最終找到常規(guī)技術(shù)手段無(wú)法發(fā)現(xiàn)的煤田。

（3）隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，煤田地質(zhì)資料已經(jīng)成為我國(guó)主要的地質(zhì)資料，由于勘探技術(shù)的不斷升級(jí)及勘探設(shè)備準(zhǔn)確度的不斷提高，勘探結(jié)果的準(zhǔn)確度、精確度均得到了飛躍的提高?，F(xiàn)在勘探方法已經(jīng)能夠根據(jù)勘探的結(jié)果進(jìn)行分析，并將三維成像通過(guò)顯示器顯示在屏幕上。煤田勘探工作還需根據(jù)時(shí)間的變化動(dòng)態(tài)化進(jìn)行相應(yīng)的勘探，及時(shí)了解地質(zhì)構(gòu)造的變化及規(guī)律，隨時(shí)能夠根據(jù)勘探結(jié)果調(diào)整采煤工藝。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，在煤礦地質(zhì)勘探過(guò)程中應(yīng)結(jié)合煤田地質(zhì)勘探理論，并積極應(yīng)用新技術(shù)，準(zhǔn)確分析煤炭資源分布情況以及開(kāi)采現(xiàn)狀，從而進(jìn)一步提高煤田地質(zhì)勘探工作準(zhǔn)確性、高效性，為了后期煤田開(kāi)采提供準(zhǔn)確的勘探地質(zhì)資料，從而降低煤田開(kāi)采期間地質(zhì)災(zāi)害事故率，為煤炭資源開(kāi)采可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。