劉寶

【摘 要】煤炭生產(chǎn)在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的地位，平頂山市作為煤炭工業(yè)城市許多老礦區(qū)的開采深度均在-800m以下，部分采面已經(jīng)進(jìn)入深部開采階段，這對(duì)煤礦地質(zhì)工作提出了更高的要求。本文從以下兩個(gè)方面探討礦區(qū)綜合地質(zhì)勘探與深部煤礦資源開采：一是傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探方法概述，分析了直流電探測(cè)法、瞬變電磁法和地質(zhì)雷達(dá)法這三種傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探方法，并指出了傳統(tǒng)地質(zhì)勘探方法的弊端；二是綜合地質(zhì)勘探方法在深部礦產(chǎn)資源開采中的應(yīng)用，從采區(qū)地面地震勘探、微動(dòng)測(cè)探勘查、井下鉆探與綜合物探法這幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。

【關(guān)鍵詞】深部煤礦資源開采；傳統(tǒng)地質(zhì)勘探方法；綜合地質(zhì)勘探法

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量也越來(lái)越大，煤礦資源的地質(zhì)勘探方法逐漸受到人們的重視。深部煤礦資源的開采對(duì)地質(zhì)勘探方法提出了新的要求，傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探方法已經(jīng)不能適應(yīng)深部煤礦資源開采的需要。因此，必須積極引進(jìn)與推廣綜合地質(zhì)勘探的方式，提高地質(zhì)勘探工作的效率和水平。

1.傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探方法概述

現(xiàn)階段，深層煤礦資源在開采的過(guò)程中頻頻發(fā)生安全事故，如瓦斯爆炸、礦井突水、斷層、陷落柱和采空區(qū)塌陷等，這些安全事故的發(fā)生極大地影響了礦區(qū)的安全生產(chǎn)，對(duì)周邊群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全也造成了很大的威脅。采取科學(xué)、規(guī)范、合理的煤礦地質(zhì)勘探方法可以有效地避免在煤礦開采的過(guò)程中發(fā)生安全事故，確保煤礦開采企業(yè)的安全生產(chǎn)。煤礦地質(zhì)勘探可以通過(guò)分析工程方案的可行性，選擇合適的工程施工方案，防止在礦產(chǎn)資源開采過(guò)程中出現(xiàn)安全事故。

傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探方法主要是運(yùn)用地球物理方法進(jìn)行地質(zhì)勘探，主要包括以下幾種方法：第一，直流電探測(cè)法。直流電探測(cè)建立在介質(zhì)導(dǎo)電性差異的基礎(chǔ)上，主要運(yùn)用巖石和礦石視電阻率的方法進(jìn)行地質(zhì)勘探；第二，瞬變電磁法。這種方法又被稱為TEM法，是在近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種新的勘探方法，在目前的地質(zhì)勘探過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。這種方法主要通過(guò)時(shí)間域人工電磁感應(yīng)技術(shù)來(lái)達(dá)到勘探的目的；第三，地質(zhì)雷達(dá)法。隨著科技水平的逐步提高，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，朝著便攜化和高精度化的方向發(fā)展，在工程、煤礦地質(zhì)和環(huán)境探測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。這種勘探方式主要通過(guò)發(fā)生短脈沖高頻電磁波，對(duì)接收反射波的位置和走時(shí)等具體參數(shù)進(jìn)行分析，達(dá)到地質(zhì)勘探的目的。除了上述三種方法之外，傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探方法還有高密度電率法、重磁勘探法、三維地震勘探法和大地磁電阻率法等。

上述傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探方法都有一定的優(yōu)勢(shì)，但如果單一使用，就會(huì)凸顯出自身的局限性，只能大致探明地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的突水因素，不能有效掌握整個(gè)礦區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

2.綜合地質(zhì)勘探方法在深部礦產(chǎn)資源開采中的應(yīng)用

綜合地質(zhì)勘探可以充分利用地面測(cè)繪、通感、必要鉆探和多種物探相結(jié)合的方法進(jìn)行地質(zhì)勘探，具有點(diǎn)、線、面相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，可以達(dá)到立體化、多參數(shù)、多層次的勘探效果，是一種較為科學(xué)的地質(zhì)勘探方法。綜合地質(zhì)勘探方法的勘探原則是先地面后井下，在地面勘探階段主要利用先鉆探后物探的方法，在井下勘探階段主要運(yùn)用鉆探、物探相結(jié)合的方法。

2.1采區(qū)地面地震勘探

在開采煤礦資源之前，首先需要利用地面地震勘探的方法，對(duì)采區(qū)的斷層發(fā)育規(guī)律和地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)進(jìn)行勘探，掌握底板的起伏情況和煤層的具體賦存狀況，客觀評(píng)價(jià)礦區(qū)含水層的富水性，預(yù)防水害的發(fā)生，利用準(zhǔn)確、可靠、真實(shí)的地質(zhì)材料，為采區(qū)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。另外，在地震勘探階段要進(jìn)一步地了解采區(qū)的小構(gòu)造，比如采空區(qū)的分布、陷落柱和斷層等，將采區(qū)銜接，并提前設(shè)計(jì)實(shí)施。目前，在我國(guó)的地質(zhì)勘探技術(shù)中，比較成熟的有三種，即礦井直流電法、瞬變電磁法和三維地震勘探法，此外還有鉆探等探測(cè)技術(shù)。與礦井勘探相比，地面物探具有探測(cè)效率高、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但也存在不容忽視的缺點(diǎn)，即受地表?xiàng)l件的影響較大。因此，在地面條件適宜的條件下，三維地震勘探技術(shù)是地質(zhì)勘探的首選。

2.2微動(dòng)測(cè)探勘查

微動(dòng)測(cè)探勘查是一種地球物理勘探新技術(shù)，可以勘查地質(zhì)構(gòu)造。通常情況下，微動(dòng)測(cè)探勘查可以通過(guò)天然場(chǎng)微動(dòng)信號(hào)并結(jié)合數(shù)據(jù)分析與處理手段，獲得面波信號(hào)，從而勘查出地下S波速度結(jié)構(gòu)。這種勘探技術(shù)的最大特點(diǎn)就是空間域和定期都不規(guī)則，通過(guò)波動(dòng)理論可以知道面波與體波都在微動(dòng)范圍內(nèi)。一般來(lái)說(shuō)，微動(dòng)測(cè)探勘查的震源都是在地表面或海底面，所以分析面波成分非常重要，微動(dòng)測(cè)探勘查可以利用這一優(yōu)勢(shì)面波反演地下物質(zhì)結(jié)構(gòu)。

2.3井下鉆探與綜合物探法

為了做好礦井防治水工作，可以采用井下鉆探作為地質(zhì)勘探的手段。井下鉆探有很多優(yōu)點(diǎn)，如工程量小、投資少、水壓水量直觀、工期短、針對(duì)性強(qiáng)等。此外，井下鉆探不受地表?xiàng)l件限制，是一種比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的地質(zhì)勘探方法。在防水試驗(yàn)階段，可以利用井下鉆探的方式對(duì)含水層的富水性進(jìn)行分析與控制，也可以利用物探等手段勘探富水區(qū)的工作面。具體操作過(guò)程如下：首先利用物探手段探明礦區(qū)的導(dǎo)水構(gòu)造、局部富水帶和隔水層變薄帶，之后再用鉆探手段驗(yàn)證。這一操作過(guò)程的重點(diǎn)在于布置注漿改造和疏水降壓等工程。可以用以下幾種方法完成勘探過(guò)程：一是利用井下直流電法透視采煤工作面，勘查內(nèi)部的導(dǎo)水構(gòu)造和底板集中富水帶；二是利用TEM進(jìn)行探測(cè)。TEM也被稱作瞬變電磁法，利用TEM法可以探測(cè)出高程不同的富水區(qū)，通過(guò)提供真實(shí)可信的資料，提高防治水措施的針對(duì)性；三是利用彈性波CT進(jìn)行勘探，彈性波CT也稱為地震層析成相技術(shù)，可以勘查礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造，分析地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)育狀況；四是利用瑞利波技術(shù)，這種技術(shù)可以及時(shí)了解掘進(jìn)巷道前方的異常體情況，適用于探測(cè)礦區(qū)的前方構(gòu)造。

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析可以認(rèn)識(shí)到，煤礦礦區(qū)容易受到底板巖溶水害威脅，應(yīng)當(dāng)重視對(duì)煤礦礦區(qū)的地質(zhì)勘探。在礦區(qū)地質(zhì)勘探的過(guò)程中，可以做不同規(guī)模的防水試驗(yàn)，再利用鉆探和物探等手段，勘查出礦區(qū)的水文地質(zhì)情況。在地質(zhì)勘探的過(guò)程中應(yīng)加大對(duì)地質(zhì)異常區(qū)的勘查力度，綜合利用多種勘探手段做好地質(zhì)勘探工作，使各種勘探方法在地質(zhì)勘探的過(guò)程中相互驗(yàn)證、相互補(bǔ)充，發(fā)揮多種地質(zhì)勘探方法的綜合效應(yīng)。 [科]

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