對煤田地質勘探存在問題及技術的探討

【摘 要】隨著開放與市場經濟發展，煤炭要有竟爭力才能在市場上站住腳，經濟、安全、高效采煤就成為煤炭工業發展的關鍵。因此，世界上所有采煤國家都需要繼續開展煤田地質勘探工作，而且，煤田勘探技術要迅速發展才能滿足生產要求。

【關鍵詞】地質勘探；問題；勘探技術

0.概述

煤田地質勘探——運用地質科學理論和技術，分析、研究、探測煤礦床。

目的：為煤礦設計、建設和生產提供可靠的地質資料，保證煤炭資源合理、順利開發。

任務：運用各種地質理論，選擇相應的技術手段和工作方法，查明地層、地質構造、煤層、煤質、儲量及開采技術條件，正確評價煤礦床及與含煤巖系伴生的其它有益礦產。

1.目前我國煤田地質勘探存在的問題

（1）從完善礦井水防治與保水采煤研究方面來看我國東部一些礦井，隨著采深增大，突水事故經常出現，突水量也日益增大。由于這些煤田水文地質條件特別復雜，加之采深不斷增大，淺部礦井水治理獲得的一些認識往往不適應深部礦井水動力條件。因此，我國煤礦水害防治技術的發展趨勢是：深入研究礦區深部巖溶水形成與運移特征，深部礦井底板巖溶水突出機理，開發突水預測預報技術：開發適應現代機械化開采的采掘區無水險水害防治技術。

（2）從開展動態地質研究方面來看常見的巖煤突出、瓦斯突出、沖擊地壓、突水、井筒破裂等井下災害，實際上是一種動力地質現象。這些現象均與巖體應力場有關。主要起因于巖煤采掘后，原有自然條件下各種地質因素之間的平衡遭受破壞，巖體應力再分配，從而引發或誘發出這類災害性地質現象。通過研究這些現象形成的地質機理，事先測定出采掘階段巖體應力隨時空的動態變化，就有可能預測上述動力地質現象是否會形成，確定并采取消除或減弱這些災害的措施。

（3）從加強環境地質勘查與災害地質防治方面來看由于礦區在天然條件下以及因開發而使地質體系遭受破壞，從而可能形成一系列環境問題，如耕地破壞、水源污染、沙化，粉塵、一氧化碳、二氧化硫造成的大氣污染等以及更具破壞性的災害地質現象，如地裂、地表塌陷、滑坡乃至誘發地震。由于歷史原因及煤礦不斷開發，舊帳未清，新帳紛至，所產生的問題相當嚴重，煤礦環境問題是制約煤炭工業可持續發展的關鍵因素之一，今后礦區環境評價與治理將成為開發部門重要的工作內容。

（4）從提高勘探精度來看連續作業是煤炭工業現代化或采掘機械化和自動化的特點。這要求開發前查明所采煤層的細微變化，如煤層厚度、結構和灰分的局部細小變化。煤層及其頂底板巖石物理力學性質的局部變化等。但是，世界各國的煤炭證實儲量及我國的探明儲量均只主要說明煤炭的原地埋藏數量，并未充分甚至沒有提供滿足現代開采技術要求的開采地質信息，為適應現代機械化開采，普遍需要補充勘探。

（5）從攻克煤層氣開發難關來看近年來許多國家正在把煤層氣作為一種能源進行研究，已有20 多個國家開展了煤層氣研究、勘探和開發活動。在煤層氣試驗開發中，目前所遇到的問題是：多數井煤層氣產率低、衰減快，鉆井沖洗液污染煤層，完井后坍塌堵孔，水力壓裂效果不明顯，裂縫短，所占比例低，完井后采氣效果差等。顯然，研究我國煤層滲透率低的原因、滲透率變化規律、煤層氣富集和高產因素、煤層力學穩定性和破壞規律，開發適于我國低滲率煤層的鉆井、完井、采氣和增產實用技術，探索我國煤層氣開發有利區段的評價選擇模式就成為技術攻關的重點。

2.煤田鉆探新技術

一是全面推廣繩索取芯技術。繩索取芯技術就是在不提出鉆桿的情況下，采用內套管的結構，以繩索提出內套管的方式，將鉆進中收集到內套管的巖芯提取到地面后取出。使用該技術，能夠大大減少工人勞動強度，提高效率、提高各項經濟技術指標。該技術在煤田地質系統推廣已有數年的歷史，今后還將繼續推廣普及，并逐步解決推廣應用中出現的技術問題，完善該項技術。

二是推廣鉆進參數探測技術。在鉆探施工時，有許多鉆進特征是依靠工人的感覺和經驗獲得的，鉆工是依靠對鉆進狀態的判斷采取措施來調整操作。這種方式人為主觀性大、不易掌握，難以形成標準化操作。通過近年來的科技攻關和對外技術合作，鉆進參數探測系統正在被越來越多的勘探隊伍應用，因為它可以通過各傳感儀實時掌握到下列鉆進參數：鉆桿旋轉速度、鉆進進尺速度、鉆桿扭矩、鉆進壓力、進水量、返水量、泵壓、孔深、泥漿粘度、密度和pH值等。鉆工依據這些參數，可及時、準確地調整操作。這可大大降低工人勞動強度，提高鉆進質量和工作效率。

隨著用戶要求的逐漸提高和大容量高速計算機的發展，使人們能夠對海量的地震勘探數據進行處理，這才使得三維地震勘探技術得以提出和飛速發展。三維地震勘探技術能夠將探測小構造的程度大大提高。由于那些條件較好、啟用三維方法較早的礦區大受益處，從而使其他一些煤礦或待開發井田的業主開始要求進行三維地震勘探工作，由二維轉向三維的大趨勢已不容置疑。在二維地震勘探技術推廣中，目前正在進一步通過增大主頻波來提高分辨率以探測更小的斷層，完善山區地震勘探方法，研究總結黃土垣區勘探方法和地震勘探成果解釋等方面，進一步發展和拓寬二維勘探技術，以期更好的為煤炭生產用戶服務。三維地震勘探由于工作量大、成本高、技術成熟度低等因素，近幾年已經通過推廣體積解釋技術、深度域代替時間域、模型技術的廣泛使用、約束反演的使用、山區三維地震問題的解決、縱橫波聯合勘探的推進、多道三維地震勘探技術的開發、現場實時處理的應用等一系列方法和手段，得到逐步完善和發展，進一步提高了精度、降低成本、提高工作效率、最大限度滿足用戶的需求。

3.高分辨率數字地震勘探技術

高分辨率數字地震勘探就是一整套以數字方式記錄高質量的地震信號，并經數字處理而獲得高分辨率地震勘探效果的技術方法，它包括在數據采集上采用四小（小藥量、小道距、小采樣間隔和小組合基距）、兩高（高頻檢波器、高頻低截濾波）、合適的井深及準確點位（炮點、檢波點）；在數據處理上強調噪聲衰減、子波長度壓縮及精確的疊加和偏移，最終獲得高信噪比、寬帶的高頻信號，使得小型煤田構造和異常清晰的顯出。

4.煤炭遙感技術

煤炭遙感技術是一項將空間遙感應用于探測與煤田地質和煤炭工業有關方面的高新技術，具有實時、準實時、快速、客觀、整體性強的特征。近年來，伴隨著計算機軟硬件的飛躍有了突破性的進展，逐步形成了較為完整的煤炭遙感科學體系，在煤田自燃環境監測、煤礦區環境監測、煤礦區水資源調查、煤炭資源調查、中小比例尺填圖和區域地質研究等方面取得成功，并逐漸同物探、鉆探一樣，成為煤炭資源勘探的一種手段。目前，煤炭遙感正在繼續沿著和GIS及GPS有機結合的方向，在計算機支持下，建成準實時性、半自動化、半智能化的中國煤田地質和煤炭資源調查信息系統，中國北方煤田自燃環境監測信息系統，中國煤礦區環境監測信息系統，煤礦區水資源調查信息系統，煤炭生產控制與土地復墾監測信息系統，并形成網絡化、可視化和社會化的信息產品，為煤炭工業的可持續發展提供科學決策依據。 [科]

【參考文獻】

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