論煤田地質勘探技術的發(fā)展及應用

田小燕

（甘肅煤田地質局一四五隊，甘肅 張掖 734000）

煤田地質勘探活動主要包括煤田調查和煤田定位勘探兩個方面。其中，煤田定位勘探活動是建立在煤田調查活動基礎上的，開展這些活動的目的是確保煤礦采集的準確性，在對礦山進行藍圖設計或是在煤礦開采時能探測出此礦床是否具有開采價值，據(jù)此對后續(xù)的開采活動進行詳細的設計[1]。

1 煤田地質勘探的必要性以及學術理論

1.1 必要性

隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，我國的采煤產(chǎn)業(yè)鏈也在不斷更新完善。因為我國的新能源種類也在不斷增加，所以煤炭產(chǎn)業(yè)只有在市場上占據(jù)一定的份額、保持極強的生命力，才能在不斷更新?lián)Q代的能源市場上站穩(wěn)腳跟。除此之外，煤礦采集活動要盡力保證效率、質量和安全，在此基礎上更好地進行煤田地質勘探活動[2]。

1.2 深部流體成礦理論與煤礦資源形成的關系

深部流體成礦理論是支撐煤田地質勘探活動展開的一大理論基礎，核心之處在于礦產(chǎn)資源的形成原因是地球地殼的流體運動，而相關人員也對近一二十年的地殼流體運動進行了深入研究，證實了地殼是在不間斷地進行不規(guī)則運動的，而且礦藏資源一般會在地殼運動活躍的地方出現(xiàn)，地殼運動越活躍，礦藏資源就越豐富、種類就越多。所以，地殼流體運動理論為我國煤田地質勘探工作者提供了一定的學術支持[3]。

1.3 礦床成礦系列理論與煤礦、地質的關系

礦床成礦理論是幫助煤田地質勘探工作者進行煤礦發(fā)掘活動的另一大學術理論，礦床成礦理論是指地球在每一個特定的地質階段都會有相應的礦床，這些礦床的形成都是有聯(lián)系的，且是被自然組合出來的，不同的地質區(qū)域有不同的礦產(chǎn)資源，按照礦產(chǎn)區(qū)的層次，可以把成礦系列分為成礦系列組合、成礦亞系列、成礦系列類型、成礦系列等層次，這些礦床組合會與各種層次形成一定的關聯(lián)，能為煤田地質勘探活動提供強力幫助。

2 現(xiàn)今煤田地質勘探所使用的技術

煤田地質勘查活動要完全貼合勘探任務，并輔以對地質的觀察與研究，得知探測地區(qū)的地質條件與煤礦質量。在進行煤田地質勘探活動時，我國工作者一般選擇地圖測繪、地球地殼運動探測、化學勘探、鉆頭探究、采樣探測以及地球遙感等技術，能夠對煤田地質進行多方面的探測與處理。目前，我國的煤田地質勘探技術水平正處于世界前列，主要的勘探技術手段有以下幾種。

2.1 勘探地區(qū)地震研究技術

勘探地區(qū)地震研究技術一般會使用高分辨二維地震法、三維地震感知法、多波多分量地震感知法等若干方法進行勘探，在對煤田勘探地區(qū)進行藍圖設計前，該技術可以查明區(qū)域內煤礦層的煤炭存量以及地殼板部的起伏規(guī)律特征、地殼板塊斷層處煤礦的發(fā)育規(guī)則，能夠對煤層的分裂交合走向處進行定位，也能探測到煤層處土壤的含水量，并為下一步的開采計劃提供防水災預警，同時勘測出該區(qū)域的地質問題，對地面塌陷問題作出及時預警與補救。由此可知，該技術會對煤田地質勘探活動產(chǎn)生重要影響。

與傳統(tǒng)礦井物體探測方法相比，地表物體勘探法工程量小、設備搭建簡單、勘探成果豐富，但該方法也是有缺點的—比較容易被煤田內地表狀態(tài)所影響。所以，在地表條件較為優(yōu)秀的情況下，三維高分辨率地震勘探技術是進行煤田地質勘探活動最理想的方法。

2.2 遙感技術在煤田地質勘探活動中的應用

為了勘探含煤礦地區(qū)的地表條件，對煤礦區(qū)的地質結構、地層構造條件、煤礦帶以及煤礦質量作出準確的調查，并對以后的地質勘探工作作出合理指導。地質填圖法漸漸成為煤礦勘察工作中最基礎的檢測方法，也能夠運用到城市地籍信息系統(tǒng)中，為系統(tǒng)的建立作出一定的貢獻，并能夠應用到航空航天遙感、城市地面遙感技術中去。

在煤田地質勘探活動中，遙感技術也在充分發(fā)揮作用。在運用遙感技術對煤礦區(qū)進行地質勘察時，可以對地表照片進行判斷，從而更好地對該地區(qū)的地表狀況作出結論。從根本上來說，遙感技術就是一種行之有效的勘探技術，而且這些照片中包括可見光航空像片、多光譜衛(wèi)星像片等多種形式的像片，工作者通過分析研究這些片，就能為地質填圖、地質條件、煤礦分布及產(chǎn)量等方面的研究活動提供理論基礎。

2.3 重磁電及地質雷達勘查技術的應用

在進行煤田地質勘探活動時，一般會使用瞬變電磁法、高精度磁法、高精度重力法、直流電法（含高密度電法勘探）、地質雷達等手段進行研究，其目的是得到準確嚴謹?shù)目睖y數(shù)據(jù)。重磁電和地質雷達勘測法一般適用于對煤田地質、石油資源所在處和海洋河流區(qū)域的勘測。該技術能探測出區(qū)域內地層斷裂處和地表凹陷處的準確情況，同時還能對地表的地質構造進行準確分析。在對礦山中煤礦資源的剩余量進行檢測的同時，還能對山體空洞作出預報，幫助工作人員完成下一步的礦產(chǎn)挖掘工程設計。

2.4 測井勘查技術

如果從我國勘探技術和經(jīng)濟發(fā)展的方向來看，地表勘測顯然已經(jīng)是礦產(chǎn)業(yè)中最實用的一項技術，勘測人員需要把用于地表勘測的設備移送到礦井之下，然后使用電波、聲波等一系列物理手段監(jiān)測礦井狀態(tài)。現(xiàn)今的勘測技術種類越來越多，例如水利勘測礦井及煤礦層氣測井等，而且將監(jiān)測范圍從地表移動到礦井下也是我國煤田地質勘探發(fā)展的必然趨勢。直到目前為止，國外已經(jīng)開發(fā)出了一種新型雷達勘測技術，可以監(jiān)測巖石質量并準確定位煤田礦道周圍的裂縫以及斷層范圍，甚至可以精準判定煤層的厚度與深度以及煤層外土層的深度和厚度，這種雷達技術能夠很好地取代一些傳統(tǒng)過時的勘測技術手段，力求保證煤田地質勘探活動的質量與時速。

3 中國煤田地質勘探目前遇到的問題

目前，我國的煤田地質勘探技術已經(jīng)取得了很大的進步，技術手段也漸漸與國際接軌，綜合來看，產(chǎn)生的問題主要有以下幾點。

3.1 動態(tài)地質引發(fā)的災害

近年來，地質研究人員又重新審視了動態(tài)地質問題，并作出了一定的研究。從研究圖像反饋來看，在進行煤田地質勘測活動時，經(jīng)常出現(xiàn)巖煤突出、瓦斯溢出、地下水突出、礦井破裂等一系列情況，其實就是一種動態(tài)地質現(xiàn)象。動態(tài)地質現(xiàn)象一般發(fā)生在巖層煤礦采集時，巖石本體壓力與重心突然改變，產(chǎn)生了上述危險情況，其根本原因就是巖石與煤礦之間的平衡出現(xiàn)了問題。煤田地質勘測人員應對煤礦層的厚度進行實時監(jiān)測，并及時向前線勘測人員匯報情況，對出現(xiàn)的緊急情況作出合理預警等。如果能夠明確壓力偏移現(xiàn)象的本質原理，要提前對勘測地區(qū)的巖體進行采樣和詳細研究，就很有可能實現(xiàn)“提前預警、提前防范”，這樣就可以減小地質災害給前線勘測人員造成的傷害，將勘測危險降到最低。

3.2 礦井水的合理處理與應用

礦井水的處理一直是煤田地質勘探工作過程中的重難點，若是僅著眼于治理礦井水并繼續(xù)采集煤礦，隨著后期煤炭開采量越來越大，礦井水的水量就會越來越多，礦井中涌入大量的地下水，不僅會破壞環(huán)境造成污染，嚴重時還會導致勘探人員和采集人員傷亡，從而使大量煤礦無法被開采利用，這些問題都在限制著我國煤炭業(yè)的發(fā)展。對于礦井水的處理問題，可以從以下幾方面作出思考：（1）對礦井水產(chǎn)生的原因進行研究，從源頭治水；（2）改進計算機智能預報技術，利用先進的科技防治礦井水；（3）針對礦井水的涌入特征，開發(fā)新型排水儀器，實現(xiàn)及時探測、及時排水。

3.3 及時預防地質災害問題

因為我國的煤炭在不斷被開發(fā)，所以環(huán)境地質問題一直是人們熱議的話題。目前，我國煤礦開發(fā)的過程及手段都較為松散，許多開發(fā)企業(yè)的操作手段并不嚴謹，所以地質體系中產(chǎn)生的問題也越來越多，造成許多環(huán)境問題，如耕地破壞、沙塵暴、粉塵污染、水資源減少、有害氣體侵蝕大氣層造成大氣污染以及各種地表斷裂塌陷、山體滑坡等現(xiàn)象，不斷限制著煤田地質勘探工作的有序進行。所以，國家相關環(huán)保部門需要對礦區(qū)的環(huán)境狀況和后續(xù)治理狀況進行實時監(jiān)督，煤礦業(yè)的地質勘探部門也要合理選擇勘探手段，選擇合法合規(guī)的勘探儀器，盡量減少環(huán)境污染，實現(xiàn)“在綠色中發(fā)展”。

4 煤田地質勘探技術的發(fā)展

目前，煤礦發(fā)掘工作的難度在逐漸增加，只用一種勘探手段尋找隱伏礦明顯是不現(xiàn)實的。煤礦勘探工作需要運用多種手段，只使用一種手段會造成誤判、漏判，切記要多種手段綜合使用、交叉進行，以保證勘探工作的準確率。

物化勘探法是一種需要煤田地質信息作為勘探基礎的勘探方法，其傳遞出來的信息需要結合勘探區(qū)的地質條件來使用。在使用物化勘探法時，工作人員要堅持二者合一的探究思路，既不能只看地質條件信息，又不能只用物化勘探法來進行工作，只有二者結合，才能得到最理想的結果。大量實驗研究顯示，尋礦工作主要還是要尋礦部門大力投入研究，對尋礦工作進行創(chuàng)新，重新審視工作布局，這樣才能讓礦產(chǎn)資源勘探活動得到穩(wěn)定有序的發(fā)展。這種理念得到了國內外業(yè)界人士的一致認同，因為尋礦的重大發(fā)現(xiàn)往往都建立在精密研究與統(tǒng)一協(xié)調的團隊合作之上。

除此之外，還要將煤礦業(yè)與市場需求聯(lián)系起來，突出自身礦產(chǎn)種類優(yōu)勢，并轉化為市場營銷優(yōu)勢。同時，要大力引進國外新型勘探手段與儀器，在減少勘探污染的同時，提高勘探準確度和工作效率，縮短勘探時間。煤礦勘探部門還要及時遴選重要的勘探區(qū)域和勘探項目，實現(xiàn)地質勘探工作的規(guī)范、統(tǒng)一，在提高工作效率的同時，兼顧完善勘探手段的任務，盡量為業(yè)界煤田地質勘探人員作出表率，提高煤礦企業(yè)的利潤率，促進國家煤炭業(yè)的發(fā)展。

5 結語

我國煤炭礦產(chǎn)資源分布較為規(guī)律，勘探過程及手段也在不斷被完善，開發(fā)現(xiàn)狀可謂是如火如荼。相關礦產(chǎn)業(yè)人員應把握好對煤田地質的勘探程度，同時還要適當與其他業(yè)內人員討論勘探技術與手段，并重視開發(fā)后煤田的環(huán)境保護問題，要踐行“綠色、科學”的社會發(fā)展觀，在做好煤田地質勘探工作的同時，更新勘探手段，保護生態(tài)環(huán)境。