淺析新時期煤礦地質工作

付桂湘

摘要：礦井地質是指從礦井基本建設開始，直到礦井開采結束為止這一期間的全部地質工作，是礦山生產建設的一項重要技術基礎工作，礦井的一切采掘工程都必須以可靠的地質資料為依據。為此，必須加強礦井地質工作，更好地研究與解決煤礦生產建設中的各種地質問題，以適應礦山生產建設的需要。必須堅持為生產服務的方向，根據礦井不同地質條件，按照生產建設各個階段的特點和要求進行。必須堅持現場觀測和綜合分析并重的原則，實踐資料必須準確、完整；預測資料必須有理有據，并在實踐中不斷檢驗、修正和完善。

關鍵詞：煤礦；地質；地質災害

煤礦地質工作是煤田地質勘探的繼續，在煤田地質勘探階段結束后，從建井階段至開采結束的所有地質工作，實際屬于探采結合。在掘進和開采過程中收集地質資料，逐步修正已有的勘探資料，指導掘進開采，最大程度地利用資源，同時收集、研究影響采掘的地質因素，減少災害發生。

1 在首采區適度提高勘探程度

地質勘探結束后，按地質勘探和煤礦設計，都要求首采區達到一定數量、比例的高級儲量，還應對構造、煤層有一定的控制程度，已有利主井、副井、風井的選址或和井型設計，準確知道巷道與煤層的空間關系，減少石門開拓量，達到采掘、運輸、安全最經濟、優化的設計。但在現有的經濟體制模式背景下很難達到，為此必須找到在現有的經濟模式條件下的經濟承受能力、效益與風險協調的勘探模式和對策。

原有的煤田地質勘探規范是我國數代地質工作者總結我國古代及世界各國煤田（礦）勘探技術，特別是前蘇聯的勘探技術規范而成，基本經濟分析模型是計劃經濟模式。經濟模式的轉變，煤田地質勘探經費很有限，最終導致勘探程度不夠，很難達到規范要求的勘探程度，甚至勘探、設計礦井同時進行，高級儲量勉強達到規范要求，但對構造及煤層的控制程度往往不夠。根據這種背景下的勘探地質資料進行礦井設計、開采，風險會增高，對國家會產生經濟損失。

為解決這一現實的經濟、風險、效益問題，煤田（礦）勘探應在井筒附近和首采區適當加密勘探工程，勘探工程間距取規范的下限，二類二型煤田（礦）最終勘探工程間距保持在250-300米為宜，提高勘探程度，高級儲量達到規定的比例，對首采區構造、煤層控制程度達到準確控制，達到規范要求的勘探程度，確定合理的井筒位置，準確控制首采區構造，明確井筒與煤層的空間關系，最大程度的減少風險 ，提高有限勘探經費的利用效益。

目前煤田地質勘探仍沿用計劃經濟時代的模式，勘探地質工作和礦井地質工作仍有脫節。勘探階段對大的構造控制、儲量控制有明確的規范要求，但小的構造和煤層的局部變化限于現有的技術還無法控制，這些小的構造和變化正是影響煤礦開采的主要因素，決定煤礦的開采經濟效益甚至成敗，正確認識分析、預測這些小的構造也是煤礦地質工作的主要內容，最終達到準確預測煤層、構造的空間賦存關系，指導掘進開采。因此煤礦地質人員應和地面勘探同步介入勘探區，共同熟悉礦區的基本構造、水文，地層等地質狀況，為煤礦地質工作階段提供條件。

2 加強煤系地層沉積古地理研究解決煤層對比問題

煤炭是一種沉積成因的可燃有機巖，煤系地層沉積時的古地理環境、古構造運動及其演化控制著煤系地層的厚度，煤層的厚度、結構，后期構造演化控制煤層的空間賦存形態及空間關系。這些問題都要在勘探和井田開采過程中控制、發現、揭露、認識。認識程度及準確程度直接影響建井的進程和對開采經濟風險的控制。利用沉積旋回分析煤系地層，分析每一個旋回的巖石、煤層組合特征，掌握煤層與各沉積旋回的關系，確認各煤層在旋回中的空間位置，總結出煤層的巖石、結構特征，使煤層對比更加可靠。為解決這一問題，建議煤礦地質人員在工作中，不僅要熟悉井田的構造形態，區域、局部構造應力狀況，還要加強分析煤系地層當時的沉積古地理環境，為煤層對比提供有力的證據。

3 引入新的方法，更加準確研究巷道布置

煤礦地質工作以井下巷道素描，觀察地層巖性、構造的變化并進行編錄為基礎，準確判斷構造性質、規模、巖漿侵入等。逐步掌握礦井的整體構造特征和煤層的空間賦存狀態，對采掘巷道的設計布置提供準確依據。巷道掘進過程中遇到構造變化，能夠及時正確作出判斷并指導掘進。如果判斷失誤導致掘井方向的偏差必然造成巨大的經濟、物力、人力的浪費，甚至造成后期采掘的困難。

大型構造的判斷認識，比較流行的大地構造理論有板塊構造理論等，對于解決區域構造的研究有獨特的指導意義，能很好的解釋區域構造形態、應力場等問題。對于煤田地質工作，能很好的解決煤田聚煤盆地的形成演化過程，后期構造運動的區域性構造表現，對于煤礦地質工作需要解決具體的小構造形態仍有指導意義。

構造應力環境分析、判斷小的構造，使用李四光的地質力學理論應該有獨到的優點，首先在分析區域構造應力形態背景，使用地質力學理論指導分析礦區構造應力場行跡，準確認識具體構造行跡，確認應力特征及構造性質。

研究礦區地質最終是為指導生產，為巷道設計提供依據，解決巷道掘進中遇到的問題。勘探過程中控制的往往都是大構造、煤層的大體形態，和實際情況都有一定的誤差，只能在掘進中修改，造成掘進量增大而增加生產成本。本人認為，充分利用煤田勘探地面地質圖、鉆探工程等地質資料，引入數學地質理論有可能很好的解決這一問題。

4 加強地質數字化建設，提高準確性

數學地質就是引入概率統計等數學方法，使用計算機把地質現象或地質體數字化，從定性地質描述逐步定量地質描述，實現不同程度級別的模擬仿真，研究地質現象的時空演化過程，達到更加精確的描述解釋地質現象。煤炭是一種外生沉積層狀礦產，構造形態主要表現為面狀和線性，一般條件下有很好的連續性和穩定性，數學地質研究有很好的適應條件，達到勘探、詳查的煤田或礦井資料的詳實程度應該能達到高度的模擬仿真。如煤層底板引入趨勢分析等數學地質方法，使用多項式高次擬合，等趨勢方向有可能為采掘巷道提供準確的依據。利用剩余量解釋構造，解釋大的構造形態，高次擬合趨勢解釋小的構造。估計串珠狀的正剩余和串珠狀的負剩余可以代表為線狀構造，結合引力場等解釋斷層性質。不連續的、無規律的正負剩余有可能代表面狀構造如褶曲，正剩余可能代表構造背斜，負剩余可能代表向斜構造，普采巷道掘進中拐彎，綜采巷道上挑或下臥形成上下山。和三維地震解釋資料、鉆探資料相互印證補充，更加合理精確的解釋煤層、及構造在空間的賦存展布狀態關系，為煤礦建井選擇主巷道及生產巷道設計提供更加有力的依據，達到最優化的設計，減少巷道的設計失誤。

參考文獻

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