煤礦地質(zhì)勘探現(xiàn)狀及勘探技術(shù)的分析

秦先進

（貴州省地礦局102地質(zhì)大隊，貴州 遵義 563000）

煤礦地質(zhì)勘探的的作用是對開采區(qū)域地質(zhì)條件、礦體分布、礦體形狀、礦產(chǎn)儲量等進行勘察。在煤礦資源開采中，容易受到各類因素的影響，開采工作危險性較大，對此，為了保證煤礦開采工作的順利進行，必須事先做好地質(zhì)勘探，選用先進的勘探技術(shù)。因此，對煤礦地質(zhì)勘探現(xiàn)狀及勘探技術(shù)進行深入研究迫在眉睫。

1 煤礦資源開采存在的問題

1.1 破壞地質(zhì)環(huán)境，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害

在煤礦資源開采中，有些煤礦企業(yè)生態(tài)保護意識比較差，在開采施工中對區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成破壞，可能會引發(fā)嚴重的地質(zhì)災(zāi)害和水資源污染。礦產(chǎn)區(qū)域地下水文條件復雜，如果煤炭資源開采量較大，則可能會對原有的地質(zhì)環(huán)境平衡性造成破壞。

1.2 工程地質(zhì)勘探質(zhì)量較低

在煤礦地質(zhì)勘探中，如果沒有明確勘探重點，則會造成勘探工作缺乏針對性，導致勘探工作中出現(xiàn)偏差。另外，在工程地質(zhì)分析中，如果沒有根據(jù)計算公式進行計算，對于煤礦地質(zhì)特征不了解，則也會造成偏差較大，影響勘探結(jié)果準確性。除此以外，有些勘探單位的勘探設(shè)計人員專業(yè)知識水平比較低，對于勘探區(qū)域地質(zhì)情況并不了解，勘探設(shè)計資料審查難度較大。

2 煤礦地質(zhì)勘探現(xiàn)狀

2.1 從環(huán)境資源保護狀態(tài)下進行地質(zhì)勘探

現(xiàn)如今，人們對于環(huán)境保護的重要性越來越關(guān)注，煤炭資源開采行業(yè)的污染問題比較嚴重。通常情況下，煤礦礦區(qū)為裸露的自然環(huán)境，如果對于礦產(chǎn)資源進行過度開發(fā)，則會對周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞，比如粉塵污染、水資源污染、水土流失等等。但是，有些礦產(chǎn)企業(yè)為了獲得更多經(jīng)濟利益，對煤炭資源過度開發(fā)。對此，在進行煤炭資源的勘探以及開發(fā)利用中，必須堅持環(huán)境保護，盡量減少在勘探和開采工作中對自然生態(tài)環(huán)境造成不良影響。

2.2 從地質(zhì)特點突出問題方面進行地質(zhì)勘探

在經(jīng)濟全球化背景下，煤炭行業(yè)發(fā)展迅速，對煤炭資源的需求量逐漸增加，因此，煤炭資源勘探以開采速度逐漸加快。我國煤炭資源分布比較廣泛，地質(zhì)環(huán)境差異較大，在煤炭資源勘探中，應(yīng)從地質(zhì)特點角度出發(fā)實施勘探工作，對動態(tài)地質(zhì)現(xiàn)象進行詳細勘察。通過對復雜的地質(zhì)現(xiàn)象進行分析，能夠在煤炭資源勘探中合理預測煤炭資源開采過程中的地質(zhì)動態(tài)變化，并判斷是否會發(fā)生井下災(zāi)害，據(jù)此采用有效的預防處理措施。

2.3 從礦井操作安全可行性方面進行地質(zhì)勘探

在煤炭資源開采中，礦井事故比較常見，其中，礦井水害問題比較嚴重。在地下礦井開采中，如果發(fā)生透水事故，則會造成人員傷亡，同時還會對周邊自然生態(tài)環(huán)境造成破壞，影響煤炭資源開采工作的順利進行。對此，相關(guān)工作人員應(yīng)加強對于突水預測預報技術(shù)的研究，從礦井操作安全性角度出發(fā)，保證在煤礦資源開采中避免發(fā)生嚴重水害。

2.4 利用新技術(shù)進行地質(zhì)勘探

隨著信息技術(shù)及計算機技術(shù)的快速發(fā)展，煤炭資源勘探及開采技術(shù)水平越來越高，有效推動了煤炭地質(zhì)勘探水平的提升，如人工智能技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等等。

3 煤礦地質(zhì)勘探技術(shù)分析

3.1 巷探工程

巷探指的是充分利用礦井中的巷道，對斷裂構(gòu)造、陷落柱等地質(zhì)現(xiàn)象進行探測。在煤炭礦井勘探工作中，巷探技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，勘探工作的布置方式如圖1所示。通過對圖1進行分析可見，為了對斷層F1的位置和走向進行探測，可向斷層F1掘進探巷a、b、c。

圖1 布置巷道進行探測

3.2 地球物理勘探技術(shù)

（1）二維地震勘探。地震勘探技術(shù)的應(yīng)用原則是不同地下介質(zhì)的密度以及彈性有一定的區(qū)別，人工激發(fā)地震波對于地下介質(zhì)的響應(yīng)情況也有所不同，通過對響應(yīng)情況進行觀測、記錄和分析，即可對地下巖層的形態(tài)以及性質(zhì)進行合理推測。為了獲得準確的地震數(shù)據(jù)，可沿測線布置檢測點，采集完整的地震數(shù)據(jù)，并對地震數(shù)據(jù)進行解譯和處理。

（2）震波超前探測。在煤炭勘探中，震波超前探測也是一種地震勘探技術(shù)。在具體的勘探過程中，煤礦井下空間條件復雜，對于勘探結(jié)果的觀測和利用空間比較有限，而震波超前探測技術(shù)可采用反射地震方式，對井下空間進行充分利用。在具體的勘探過程中，可在礦井巷道中設(shè)置激發(fā)設(shè)備以及接收設(shè)備，進而采集大量的地震波數(shù)據(jù)，獲得準確的勘探結(jié)果。

（3）槽波勘探法。在對礦區(qū)探測斷裂構(gòu)造、陷落柱等地質(zhì)進行勘探時，槽波地震勘探技術(shù)比較常見。槽波勘探法的應(yīng)用原理是在地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，不同介質(zhì)的密度有一定的區(qū)別，而地震波在不同密度介質(zhì)中的傳播速度也有較大差異，如果介質(zhì)密度較大，則傳播速度較快，而如果介質(zhì)密度比較小，則傳播速度比較慢。巖石的密度大于煤層密度，地震波在煤層中的傳播速度比較小，在地震波的傳播過程中，部分地震波在煤層底板與頂板接觸面上會發(fā)生反射，形成沿煤層傳播的槽波，而槽波在介質(zhì)接觸面還會發(fā)生透射以及反射，探測設(shè)備在探測到槽波的變化情況后，即可判斷接觸面的位置以及大小。對于槽波地震勘探技術(shù)，可分為投射波法以及反射波法，其中透射波法如圖2所示，在兩條井下巷道中發(fā)出激發(fā)和接收槽波，通過對槽波的變化情況進行分析，即可判斷是否有地質(zhì)構(gòu)造體。反射法如圖3所示，在一條井下巷道中設(shè)置激發(fā)點與接收槽波，通過對槽波反射信號進行分析，即可判斷是否有地質(zhì)構(gòu)造體。

圖2 透射法示意圖

（4）地質(zhì)雷達勘探方法。地質(zhì)雷達勘探技術(shù)可充分利用地層電性參數(shù)差異，對高頻電磁脈沖波的反射情況進行分析，進而對目標地層進行探測，掌握地質(zhì)現(xiàn)象。在具體的勘探過程中，雷達可接收到的不同地質(zhì)界面所反射出的電磁波，通過對所反射的電磁波特征進行分析，即可識別出異常地質(zhì)體，一般被應(yīng)用于對煤礦斷層、陷落柱以及巖漿侵入體等的探測中。

圖3 反射法示意圖

（5）高密度電阻率法。電阻率法可充分利用巖土體的導電性，對地層中電流場的分布情況進行分析，進而了解煤炭地質(zhì)條件。

（6）坑透法。在坑透法的應(yīng)用中，首先采用發(fā)射器對勘探目標發(fā)射高頻無線電波，對電磁波的傳播速度進行監(jiān)測，即可確定地質(zhì)異常體的范圍以及具體位置。在不同電性的巖層中，電磁波能量的吸收情況有一定的區(qū)別，如果巖層的電阻率比較高，則對于電磁波的吸收比較強，而如果巖層的電阻率比較低，則對于電磁波能量的吸收則比較弱。另外，如果地層中有斷裂面，則電磁波還會發(fā)生反射、折射或者散射，有些斷層可吸收電磁波。坑透法的應(yīng)用方式如圖4所示。

圖4 坑透法示意圖

4 結(jié)語

隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，煤炭地質(zhì)勘探技術(shù)種類逐漸增多，并且技術(shù)水平越來越高，在具體的勘探過程中，應(yīng)結(jié)合實際情況合理選用，提升勘探結(jié)果的準確性，為礦產(chǎn)資源開發(fā)利用提供可靠依據(jù)，保證礦井生產(chǎn)安全性。