煤田地質(zhì)的勘查技術(shù)分析

■江勇 郭愛華

（河南省煤田地質(zhì)局一隊河南鄭州451150）

煤田地質(zhì)的勘查技術(shù)分析

■江勇 郭愛華

（河南省煤田地質(zhì)局一隊河南鄭州451150）

眾所周知，資源能源與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系密不可分，特別是在能源短缺、浪費嚴(yán)重的今天，煤炭這一不可再生資源的嚴(yán)峻形勢更是令人擔(dān)憂，所以我們在尋求高效利用途徑的同時，還應(yīng)借助先進技術(shù)予以勘查和開發(fā)。對此，筆者從煤田地質(zhì)勘查現(xiàn)狀出發(fā)，就常見的勘查技術(shù)作了分析，以供參考。

煤田地質(zhì)勘查技術(shù)遙感技術(shù)

由于煤炭在我國能源系統(tǒng)中占有絕對優(yōu)勢，且在很大程度上影響著國民經(jīng)濟的健康發(fā)展，因此面對日益嚴(yán)峻的能源緊缺形勢，我們十分有必要立足科學(xué)發(fā)展觀開展煤田地質(zhì)勘查工作，以期提高煤炭資源利用效率，緩解市場供需矛盾，推動煤炭行業(yè)長遠穩(wěn)步發(fā)展。

1　煤田地質(zhì)勘查現(xiàn)狀

對于煤炭開采而言，煤田地質(zhì)勘查是其重要基礎(chǔ)和基本前提，概括的講，主要包括勘查可開發(fā)煤田資源、煤田生產(chǎn)、共伴生礦和尾礦以及煤田關(guān)閉等內(nèi)容，以為安全、高效、科學(xué)開發(fā)和利用煤炭資源奠定堅實基礎(chǔ)。而如果要想實現(xiàn)這一目標(biāo)，就必須掌握并使用合適的勘查技術(shù)，用于查明煤層的地質(zhì)條件、煤層特征和分布規(guī)律。

可是我國煤田較為分散不夠集中，而且地形不盡相同相對復(fù)雜，加之很多煤田是由非專業(yè)個體戶進行開采的，在加大勘查難度的同時，煤田地質(zhì)勘查準(zhǔn)確度和專業(yè)性也難以得到保障。雖然經(jīng)過不斷發(fā)展，煤田地質(zhì)勘查手段有所豐富，水平有所提高，取得了一定的進展，但仍存在一定的問題，特別是細(xì)節(jié)處理不到位，如在識別落差5-10m小斷層和控制斷層產(chǎn)狀方面效率較低；勘查前期水力壓裂效果差，裂縫短；煤田受鉆井沖洗液污染嚴(yán)重并易出現(xiàn)坍塌堵孔；突水事故時有發(fā)生等等。故為避免不良情況的發(fā)生，提高煤田地質(zhì)勘查實效，除了需要確保勘查手段的先進性和實用性外，更要綜合利用多種技術(shù)方法。

2　煤田地質(zhì)勘查技術(shù)

2.1地質(zhì)填圖是基礎(chǔ)手段

在煤田地質(zhì)勘查過程中，可以說地質(zhì)填圖不僅是最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，也是最基本的一種技術(shù)手段，可靠的地質(zhì)填圖可為后續(xù)的煤田勘查和開發(fā)提供有力依據(jù)，進而為預(yù)測煤田指明方向。簡單的說，地質(zhì)填圖技術(shù)主要是以地質(zhì)學(xué)理論和方法為重要基礎(chǔ)，系統(tǒng)而全面的對某一特定的含煤區(qū)進行調(diào)查分析，隨后將收集的地質(zhì)信息在地質(zhì)圖中繪制出來形成相應(yīng)的地形地質(zhì)圖，其中繪制內(nèi)容主要體現(xiàn)為煤層、巖石地層單位、斷層、褶皺等幾方面。

2.2遙感技術(shù)是重要方法

遙感技術(shù)在煤田地質(zhì)勘查工作中的影響不可小覷，因其在地質(zhì)填圖、解釋地質(zhì)構(gòu)造、判別找礦標(biāo)志以及進行動態(tài)分析等諸多方面有著良好的應(yīng)用效果，故得以推廣應(yīng)用，而且通過有效結(jié)合GPS導(dǎo)航、數(shù)碼相機和計算機，其勘測效果更為突顯。

具體而言，遙感技術(shù)在煤田地質(zhì)勘查中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在勘查和調(diào)查兩方面，其中前者又有主動和被動遙感之分，一方面是在特定勘查區(qū)域利用衛(wèi)星或飛機進行遙感，通過反射的電磁波獲得目標(biāo)物質(zhì)的反射信息；另一方面則是通過在衛(wèi)星或飛機上安裝傳感器用于接收反射或輻射的電磁波，然后獲取目標(biāo)物質(zhì)圖像以及數(shù)據(jù)信息。后者則是在遙感技術(shù)的作用下對煤田地質(zhì)進行勘查，相對而言，其有著較強的整體性和客觀性，而且效率高，實時性好，因而在煤田地質(zhì)勘查中不可或缺，當(dāng)下已在小比例尺地質(zhì)填圖、區(qū)域地質(zhì)研究、煤田環(huán)境監(jiān)測等方面取得了顯著成效。如利用高光譜遙感技術(shù)識別巖石類型和礦物成分等煤田地質(zhì)，空間定位和定量分析波普特征構(gòu)建地質(zhì)光譜庫，通過數(shù)字測量、信息識別和數(shù)據(jù)處理，只需監(jiān)測和提取便可開展找礦和填圖工作。

2.3地震勘查尤為重要

由于煤田地質(zhì)勘查工作涉及面廣，影響因素較多，如果地質(zhì)勘查有誤或者不到位，則容易埋下安全隱患，引發(fā)重大事故。因此為安全起見，做好地震勘查勢在必行。其中鉆探技術(shù)、礦井直流電法、瞬變電磁法等技術(shù)較為成熟，而三維高分辨率地震勘查技術(shù)的應(yīng)用，可在遙感技術(shù)的作用下將煤田地質(zhì)信息以高分辨率的圖像呈現(xiàn)出來，用于查明采區(qū)斷層發(fā)育規(guī)律和構(gòu)造形態(tài)，進而對含水層富水性做出合理分析，提出科學(xué)有效的處理措施，并為設(shè)計采區(qū)提高可靠的地質(zhì)資料，關(guān)鍵的是方法簡單效率高。如此一來，不僅可以科學(xué)及時的反映煤炭資源開發(fā)狀況，而且通過有效監(jiān)測有助于煤炭安全生產(chǎn)和維護。所以如果地表條件允許，建議優(yōu)先選用三維高分辨率地震勘查技術(shù)。

2.4微動測深不可忽視

我國地大物博，地理環(huán)境不僅相同，煤田地質(zhì)更是如此，因此面對較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，可在煤田地質(zhì)勘查中應(yīng)用微動測深勘查技術(shù)，即以天然場微動信號為基礎(chǔ)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理和分析對面波信號加以提取，再通過反演得到地下S波的速度結(jié)構(gòu)，以此完成對煤田地質(zhì)構(gòu)造的地球物理勘查。較之一般的勘查技術(shù)，其不僅作業(yè)方便，成本較低，而且淺部高速層屏蔽作用不再對其造成干擾，解決了地震勘查的探查難題，并在斷層、采空區(qū)等由含水造成的低速區(qū)域有著更為靈敏的反應(yīng)。目前其主要在以下幾方面有所應(yīng)用，一是對煤田地質(zhì)進行平面勘查，一般需要配備足夠多的儀器數(shù)量，并借助對測區(qū)三維體的反向推測，然后通過異常面或者速度異常體完成三維態(tài)勢的描繪，相對來說準(zhǔn)確度和精度均較高。二是適用于深度勘查的同心圓勘測，即以半徑不同的兩個同心圓為基礎(chǔ)，在圓周和圓心內(nèi)接正三角頂點位置布設(shè)微動觀測儀，該方法獲得的數(shù)據(jù)也相當(dāng)準(zhǔn)確。

當(dāng)然想要進一步提高煤田地質(zhì)勘查水平，可在實際中結(jié)合運用微動測探法和其他勘查手段，以期通過取長補短更為有效的解決采空區(qū)、斷層、陷落柱等有礙煤田安全生產(chǎn)的地質(zhì)問題。

3　煤田地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展要點

總之，地質(zhì)勘查技術(shù)是獲取煤田地質(zhì)特征和具體情況的重要途徑，它能幫助我們掌握地質(zhì)數(shù)據(jù)資料用于做好煤田開發(fā)準(zhǔn)備并安全有序的開展生產(chǎn)，因此提高和創(chuàng)新勘查技術(shù)及方法十分必要。因此在以后的發(fā)展中，煤田地質(zhì)勘查技術(shù)會朝著智能化和自動化發(fā)展，勘查裝置和儀器也會更加先進高效，如在計算機技術(shù)的支持下可實時控制，分辨率、靈敏度、精確度會進一步提高，三維圖形顯示和數(shù)據(jù)分析的自動化程度會更高等，同時勘查方法也會有所變化，如測量多參數(shù)化、方向多維化、組合多樣化等。

最具可行性和發(fā)展?jié)摿Φ谋闶菍?S一體化技術(shù)的創(chuàng)新，即利用遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)之間相輔相成、密不可分的關(guān)系加以有效整合和綜合利用，如在用遙感技術(shù)及時更新地質(zhì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，發(fā)揮地理信息系統(tǒng)的輔助作用用于提高不同的信息和分析手段，以便精確的將遙感數(shù)據(jù)以影像的形式表達出來，同時借助全球定位系統(tǒng)為探測煤田地質(zhì)提高更為精確的地理位置和高程模型，以此將三者充分應(yīng)用于煤田地質(zhì)勘查中，進而促進煤炭資源朝著產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展，不過值得注意的是，必須以遙感技術(shù)的不斷創(chuàng)新和與時俱進為前提。此外，隨著數(shù)字化發(fā)展的不斷深入，煤田地質(zhì)工作也應(yīng)向這一方向逐漸靠攏，即通過技術(shù)智能化、功能多樣化和信息綜合化的實現(xiàn)，為煤田開發(fā)和資源利用做出巨大貢獻。

4　結(jié)束語

由上可知，要想進一步緩解我國能源短缺和浪費嚴(yán)重的形勢，就必須提高煤田地質(zhì)勘查質(zhì)量和效率。這就要求我們在開展煤田地質(zhì)勘查工作時，從其地質(zhì)、地形、物性等實際情況出發(fā)，選擇切實有效的勘查技術(shù)和方法，并加以統(tǒng)籌布局和規(guī)范操作，同時繼續(xù)加強新技術(shù)的研發(fā)和實踐力度，以此提高煤田地質(zhì)勘查水平。

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P624［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-374-1