摘要：勘探手段和技術(shù)對(duì)煤田勘探的效率和效果有著直接的影響，傳統(tǒng)的煤田地質(zhì)勘探過(guò)程中，遙感地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)填圖、坑探工程、鉆探工程、地球物理勘探等手段和技術(shù)被廣泛的使用，對(duì)優(yōu)質(zhì)、高效、全面、經(jīng)濟(jì)的完成各階段勘探任務(wù)提供了有效的保證。但是，隨著對(duì)煤田勘探要求的不斷提升，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用其中已經(jīng)成了這一領(lǐng)域向前發(fā)展的趨勢(shì)，本文以此為視角，首先對(duì)煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了闡述，然后給出了煤田勘探中使用到的計(jì)算機(jī)技術(shù)，最后，從多個(gè)不同的角度給出了優(yōu)化煤田勘探的途徑和方法。

關(guān)鍵詞：煤田勘探；地質(zhì)勘探；計(jì)算機(jī)技術(shù)；系統(tǒng)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 23-0000-02

作為我國(guó)主要的能源，煤炭是我國(guó)能源安全的基礎(chǔ)。而作為對(duì)煤炭資源利用的源頭，煤田地質(zhì)勘查貫穿于煤炭工業(yè)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的整個(gè)過(guò)程?？梢?jiàn)，煤田地質(zhì)勘探工作不但是煤炭工業(yè)發(fā)展的資源保障還是煤炭開(kāi)發(fā)、利用、安全和環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)性工作。因此，時(shí)至今日，煤田勘探開(kāi)采的課題越來(lái)越得到了重視[1]。但是，由于煤田勘探要受到礦井地質(zhì)條件的限制，比如斷層發(fā)育的狀況和煤厚變化的大小等地質(zhì)因素會(huì)對(duì)勘探工作產(chǎn)生直接的影響，如果對(duì)其不能做出充足的準(zhǔn)備和預(yù)案，將會(huì)造成生產(chǎn)接續(xù)緊張，為煤田勘探工作的安全高效進(jìn)行設(shè)置一定的障礙。而勘探手段和技術(shù)對(duì)煤田勘探的效率和效果有著直接的影響，傳統(tǒng)的煤田地質(zhì)勘探過(guò)程中，遙感地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)填圖、坑探工程、鉆探工程、地球物理勘探等手段和技術(shù)被廣泛的使用，對(duì)優(yōu)質(zhì)、高效、全面、經(jīng)濟(jì)的完成各階段勘探任務(wù)提供了有效的保證。但是，隨著對(duì)煤田勘探要求的不斷提升，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用其中已經(jīng)成了這一領(lǐng)域向前發(fā)展的趨勢(shì)，本文以此為視角，首先對(duì)煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了闡述，然后給出了煤田勘探中使用到的計(jì)算機(jī)技術(shù)，最后，從多個(gè)不同的角度給出了優(yōu)化煤田勘探的途徑和方法。旨在通過(guò)本文的工作，為煤田勘探工作提供一定的可供借鑒的信息，更好的促進(jìn)我國(guó)煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 煤田地質(zhì)勘探技術(shù)概述

1.1 動(dòng)態(tài)地質(zhì)勘探技術(shù)。從地質(zhì)安全的角度講，危害礦井安全的動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象往往是由于采掘活動(dòng)誘發(fā)的，因此，它們的動(dòng)態(tài)特性十分明顯，在預(yù)測(cè)動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象的形成和強(qiáng)度時(shí)，那種簡(jiǎn)單的憑借反映原始地質(zhì)條件的靜止數(shù)據(jù)的做法是不可取的，應(yīng)該對(duì)基于巖煤層應(yīng)力或者物性隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行綜合分析。此時(shí)，動(dòng)態(tài)地質(zhì)勘探技術(shù)能夠較好的解決這一問(wèn)題，該技術(shù)的應(yīng)用，能夠使得煤田勘探的效果和效率更加明顯，高產(chǎn)高效采煤推進(jìn)速度快，使動(dòng)態(tài)勘探成為可能。

1.2 水平鉆進(jìn)技術(shù)。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，一些在技術(shù)方面保持領(lǐng)先的國(guó)家在采煤進(jìn)行了較大的突破，水平鉆進(jìn)方法即沿煤層鉆進(jìn)的模式得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。該技術(shù)的基礎(chǔ)是受控定向鉆進(jìn)技術(shù)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，該鉆進(jìn)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，不但能夠?qū)崿F(xiàn)在井下沿煤層鉆進(jìn)，還可以在地面上沿著垂直-圓弧-水平線的軌跡進(jìn)入到煤層鉆進(jìn)。

1.3 綜合勘探技術(shù)。在世界范圍內(nèi)，雖然煤礦區(qū)可以通過(guò)三維地震勘探技術(shù)解釋小至煤厚落差的斷層，但是更多的煤礦公司對(duì)鉆孔研究依然較為重視。在此基礎(chǔ)上，一種通過(guò)人機(jī)聯(lián)作關(guān)系的巖層顯微掃描儀被開(kāi)發(fā)了出來(lái)，它能解釋10-50cm落差的斷層、應(yīng)力方向、裂隙、沉積以及構(gòu)造特征。并且，當(dāng)借助專(zhuān)用的計(jì)算機(jī)軟件，可以確定出巖石的類(lèi)型、強(qiáng)度、孔隙度或滲透率，以及傾角、孔徑等——我們將其稱(chēng)為綜合勘探技術(shù)。根據(jù)這一技術(shù)，能夠向工程師提供一份詳細(xì)的、實(shí)用的構(gòu)造以及應(yīng)力場(chǎng)圖，使得礦山的設(shè)計(jì)更加符合客觀實(shí)際。

1.4 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的不同領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，在煤田勘探領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)技術(shù)也已經(jīng)有了較大的作為，在煤田地質(zhì)勘探的不同專(zhuān)業(yè)中推廣應(yīng)用的頻率一直呈上升趨勢(shì)，其發(fā)展速度是非常快速的。在煤田勘探活動(dòng)中，一些與計(jì)算機(jī)有關(guān)的新的較高層次的科學(xué)技術(shù)被引入其中——并行分布式處理技術(shù)、大容量存儲(chǔ)技術(shù)、工作站技術(shù)以及多媒體和人工智能、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。在更為高級(jí)的層面，人-機(jī)對(duì)話系統(tǒng)在已經(jīng)得到了一定程度的應(yīng)用，這對(duì)處理、分析、解釋和顯示地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)，控制各項(xiàng)操作的質(zhì)量、參數(shù)有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展之后，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正向桌面系統(tǒng)發(fā)展。在當(dāng)前情況下，大場(chǎng)景虛擬現(xiàn)實(shí)中心得以在許多煤炭企業(yè)中得到實(shí)現(xiàn)。因此，在未來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不但要面向企業(yè)，還能夠?yàn)閱蝹€(gè)用戶提供服務(wù)。并且，基于工作站或者PC開(kāi)放平臺(tái)的構(gòu)建，還能夠在不同的對(duì)象之間，實(shí)現(xiàn)基本的實(shí)時(shí)交互與沉浸臨場(chǎng)感，而隨著技術(shù)的不斷完善，其開(kāi)發(fā)和使用成本會(huì)逐漸的降低，應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛[2]。此外，一種分布式虛擬現(xiàn)實(shí)DVR系統(tǒng)正在被越來(lái)越多的單位采納，它通過(guò)將專(zhuān)用的可視區(qū)域網(wǎng)和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)連接，使得不同的用戶能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)同一虛擬世界進(jìn)行觀察與操作，實(shí)現(xiàn)了勘探單位各類(lèi)資源在更大規(guī)模上實(shí)現(xiàn)了共享。

2.2 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)。該技術(shù)是在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的新的延伸。作為面向主題的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行集中存放，目的是能夠?yàn)榉治鰯?shù)據(jù)而進(jìn)行設(shè)計(jì)，服務(wù)于勘探?jīng)Q策。其工作原理是：將分布在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間的不同信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，然后將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于一個(gè)單一的集成關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)之中（與云技術(shù)的原理有較大的相似之處）。由于該項(xiàng)計(jì)算技術(shù)首先要從數(shù)據(jù)庫(kù)之中提取到新的重要信息和知識(shí)，所以也將其稱(chēng)為“數(shù)據(jù)庫(kù)的知識(shí)發(fā)現(xiàn)”。這一技術(shù)的出現(xiàn)，有效的解決了數(shù)據(jù)的更新問(wèn)題，彌補(bǔ)了數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)方法的缺陷。同時(shí)，該技術(shù)的使用還能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)各個(gè)系統(tǒng)之間的互聯(lián)和資源共享，極大的方便了用戶對(duì)信息資源的訪問(wèn)[3]。更為重要的是，它能夠使決策人員對(duì)相應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，使煤炭勘探工作的前瞻性更加突出。

2.3 Web GIS技術(shù)。地理信息系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)相對(duì)成熟，在未來(lái)，地理信息系統(tǒng)技術(shù)的“Web GIS”趨勢(shì)會(huì)更加明顯，應(yīng)用范圍會(huì)更加廣泛[4]。在當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)模式下，煤田地質(zhì)勘探已經(jīng)成為世界性的共同行為，在全球范圍內(nèi)都有不同程度的涉及。因此，對(duì)煤炭行業(yè)的研究和工作人員來(lái)說(shuō)，他們可以借助Interne訪問(wèn)Web GIS站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)，然后以此為平臺(tái)，進(jìn)行空間檢索與空間分析活動(dòng)，必要時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的GIS數(shù)據(jù)更新和異步通信。

2.4 遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)。在科學(xué)技術(shù)的持續(xù)推動(dòng)下，已經(jīng)成功應(yīng)用與煤田勘探動(dòng)作的三維可視化技術(shù)正朝著“遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)”的方向發(fā)展。通過(guò)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，能夠使各種類(lèi)型的應(yīng)用集中在數(shù)據(jù)中心之內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)一部署，用戶的使用不再受地理位置與時(shí)間、距離的限制，能夠隨時(shí)隨的對(duì)各類(lèi)應(yīng)用進(jìn)行訪問(wèn)。同時(shí)，還能夠在用戶和應(yīng)用之間建立起“多對(duì)一”的模式，即多個(gè)不同的用戶能夠同時(shí)訪問(wèn)同一個(gè)應(yīng)用服務(wù)端，煤田勘探領(lǐng)域的地質(zhì)工程師、鉆井工程師等專(zhuān)家能夠同時(shí)介入到問(wèn)題中來(lái)，一種位于不同位置下的協(xié)同工作環(huán)境就此誕生，這將大大提高資源利用的效率，提供工作的活性。此外，在遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方面，可以通過(guò)硬件與軟件的結(jié)合來(lái)完成，比如Citrix遠(yuǎn)程可視化系統(tǒng)和RGS等[5]，將它們應(yīng)用其中，不但能夠滿足遠(yuǎn)程三維可視化的應(yīng)用，還能為煤田勘探的信息管理與安全工作提供必要的平臺(tái)。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤田勘探中應(yīng)用的支撐模塊

3.1 資產(chǎn)管理模塊。資產(chǎn)管理模塊具有生產(chǎn)設(shè)備軟、硬件資源電子化歸檔的功能。在資產(chǎn)錄入方面，有兩種方式可供選擇：常規(guī)的界面方式和整體導(dǎo)入模式。第一種方式只需在提供的標(biāo)準(zhǔn)模板上輸入各個(gè)資產(chǎn)的參數(shù)信息，隨后提交即可。第二種模式主要針對(duì)相同類(lèi)別的資產(chǎn)批量錄入而設(shè)計(jì)[6]。除了在線查詢(xún)已歸檔的資產(chǎn)信息，系統(tǒng)還提供了多種樣式的報(bào)表。用戶可以根據(jù)自己需要的參數(shù)信息進(jìn)行報(bào)表輸出，最大限度地滿足不同人員的需求。

3.2 用戶管理模塊。該模塊主要用來(lái)管理與生產(chǎn)工作有關(guān)的部門(mén)、人員及其角色，也可以根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建相關(guān)的部門(mén)和人員信息，然后按照他們的業(yè)務(wù)分配其不同的角色和權(quán)限。在設(shè)立角色和權(quán)限時(shí)，盡量方便靈活地設(shè)置不同的權(quán)限并準(zhǔn)確地定位其功能。一般而言，該模塊中應(yīng)該包括以下角色：系統(tǒng)管理員、資產(chǎn)管理員、用戶管理員（系統(tǒng)管理角色），項(xiàng)目長(zhǎng)、項(xiàng)目成員、部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)等（與具體項(xiàng)目相關(guān)聯(lián)的角色）。

3.3 專(zhuān)業(yè)軟件使用統(tǒng)計(jì)模塊。該模塊的功能是對(duì)專(zhuān)業(yè)軟件的使用情況、并發(fā)情況、拒絕情況進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)分析。首先需要設(shè)置一臺(tái)共享磁盤(pán)服務(wù)器，然后將軟件日志所在的磁盤(pán)掛載到公共的磁盤(pán)上去，最后把公共磁盤(pán)的日志路徑設(shè)置到系統(tǒng)中，便可以對(duì)這些軟件進(jìn)行管理。被納入管理的應(yīng)用軟件會(huì)自動(dòng)將其日志文件提交到系統(tǒng)進(jìn)行分析，而后會(huì)得到軟件中每個(gè)模塊每天的使用量、使用時(shí)間、使用者名稱(chēng)、出錯(cuò)情況等一系列信息。這些信息最終以曲線圖的方式展示出來(lái)，通過(guò)選擇任意的時(shí)間范圍和軟件模塊，軟件管理員可以方便地統(tǒng)計(jì)出該軟件在某時(shí)間段的使用率、限用記錄及并發(fā)情況。

3.4 項(xiàng)目管理模塊。該模塊主要用來(lái)處理項(xiàng)目審批、計(jì)劃以及項(xiàng)目資源的使用情況和展示等。因此，具有項(xiàng)目長(zhǎng)權(quán)限的用戶能夠在本模塊之內(nèi)申請(qǐng)項(xiàng)目資源。申請(qǐng)之后，首先要通過(guò)相關(guān)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)的審批，之后該信息被提交至項(xiàng)目管理員處，項(xiàng)目管理員根據(jù)現(xiàn)有的資源情況對(duì)存儲(chǔ)空間和軟件賬號(hào)進(jìn)行分配[7]。分配結(jié)束之后，該信息會(huì)自動(dòng)反饋給申請(qǐng)人員，該項(xiàng)目成員也就能夠利用這些資源進(jìn)行工作了。當(dāng)然，在分配項(xiàng)目資源時(shí)，項(xiàng)目管理員能夠根據(jù)項(xiàng)目預(yù)定啟動(dòng)后者終止時(shí)間，以此建立一個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃表，而在項(xiàng)目進(jìn)行期間，管理員或者項(xiàng)目成員能夠根據(jù)該表動(dòng)態(tài)的調(diào)整項(xiàng)目進(jìn)度。而在預(yù)定終止時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)項(xiàng)目長(zhǎng)發(fā)出消息，確保其他項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)煤田勘探的技術(shù)手段主要有鉆探工程、坑探工程、地球物理勘探、地質(zhì)填圖、遙感地質(zhì)調(diào)查等五種，這些技術(shù)手段都是為解決一定的地質(zhì)任務(wù)服務(wù)的。為在煤田勘探工作中，以最少的投資，最短的時(shí)間完成各項(xiàng)地質(zhì)任務(wù)，就必須對(duì)各種技術(shù)手段的使用條件和可能解決地質(zhì)問(wèn)題的能力有充分的了解，適當(dāng)?shù)囊胗?jì)算機(jī)技術(shù)，使其能夠?yàn)槊禾锟碧焦ぷ鞣?wù)，以便在勘探的各個(gè)階段中合理選擇各種技術(shù)手段，取長(zhǎng)補(bǔ)短，綜合運(yùn)用，提高資源的利用效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋文靜.目前常用的幾種煤田地質(zhì)勘探方法[J].中國(guó)地質(zhì)，2012，3：12-13.

[2]張?zhí)炖?，曹邦功，王衛(wèi)平，蔣多元.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源管理在石油勘探領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].勘探地球物理進(jìn)展，2008，12：467-470.

[3]趙振軍，王秀麗，張敬東.煤田地質(zhì)勘探前沿發(fā)展趨勢(shì)探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，22：71.

[4]繆彬.計(jì)算機(jī)技術(shù)在油氣勘探研究中的應(yīng)用[J].信息技術(shù)，2011，3：170-173.

[5]王金香，陳華飛，趙蕻.淺議煤田地質(zhì)與勘探技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2011，3：32-34.

[6]李春生，楊麗萍.基于三層B/S模式的油田地質(zhì)方案自動(dòng)設(shè)計(jì)[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，9：57-60.

[7]胡武強(qiáng)，杜丹.基于Mapxtreme2004的WEBGIS系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[J].北京測(cè)繪，2005，l：5-8.