馬 倩

(廣東省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊(duì))

煤礦地質(zhì)勘查特點(diǎn)及技術(shù)措施

馬 倩

(廣東省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊(duì))

隨著煤礦地質(zhì)勘查技術(shù)的不斷發(fā)展，能夠不斷消除已有技術(shù)的局限性，為煤礦地質(zhì)勘查工作提供強(qiáng)有力的支持。為此，首先從整體上對(duì)煤炭資源開采存在的問題進(jìn)行分析，然后對(duì)煤礦地質(zhì)勘查的特點(diǎn)及技術(shù)措施進(jìn)行討論，并結(jié)合小型煤礦礦井地質(zhì)勘查實(shí)例進(jìn)一步分析，最后對(duì)煤礦地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了探討，為煤礦地質(zhì)勘查工作的順利進(jìn)行提供參考。

煤礦 地質(zhì)勘查技術(shù) 發(fā)展方向

煤礦地質(zhì)勘查是煤炭資源開發(fā)的基礎(chǔ)性工作，為了確保煤礦地質(zhì)勘查工作的有序開展，通過總結(jié)煤炭資源開采所存在的問題進(jìn)行討論并對(duì)煤礦地質(zhì)勘查的工作特點(diǎn)及技術(shù)措施進(jìn)行深入分析。

1 煤炭資源開采存在的問題

(1)破壞地質(zhì)環(huán)境，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。在煤炭資源開采過程中，容易出現(xiàn)諸如水資源污染、土地沙漠化等環(huán)境問題。目前，由于國(guó)內(nèi)各煤礦開采技術(shù)水平發(fā)展不平衡，相當(dāng)一部分煤礦開采條件還不夠完善，并且水資源和煤炭資源分布狀況不佳。部分煤礦企業(yè)在開采煤炭資源時(shí)，沒有制定有效的生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施，導(dǎo)致在開采過程中，嚴(yán)重破壞了煤礦周邊生態(tài)環(huán)境，出現(xiàn)了諸如瓦斯爆炸、火災(zāi)、透水等各類事故災(zāi)害。由于煤礦區(qū)域地下水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性，如果大量開采煤炭資源，很可能會(huì)破壞地質(zhì)環(huán)境的平衡性，進(jìn)而引發(fā)諸多地質(zhì)災(zāi)害。通過采用地質(zhì)勘查技術(shù)手段，對(duì)發(fā)生礦井事故概率較高的區(qū)域開展評(píng)估工作，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)各類隱患，將各類地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性降至最低，確保煤礦安全生產(chǎn)。

(2)工程地質(zhì)勘探質(zhì)量較低。在開展地質(zhì)勘探工作時(shí)，由于未能設(shè)置勘探環(huán)節(jié)的側(cè)重點(diǎn)，導(dǎo)致開展勘探工作缺乏針對(duì)性，使得勘探方法頻頻出現(xiàn)錯(cuò)誤。此外，對(duì)工程地質(zhì)的分析未能結(jié)合計(jì)算公式和煤礦實(shí)際地質(zhì)特征，導(dǎo)致結(jié)果與實(shí)際出現(xiàn)較大偏差，嚴(yán)重影響了勘探工程的質(zhì)量。另外，工程技術(shù)管理也是影響地質(zhì)勘探質(zhì)量的因素，部分勘探單位的勘探設(shè)計(jì)材料并非由專業(yè)地質(zhì)工作人員編寫，由于編寫人員專業(yè)性知識(shí)的不完善以及對(duì)于實(shí)際地質(zhì)工作情況了解不足，導(dǎo)致地質(zhì)勘探材料中頻頻出現(xiàn)原則性錯(cuò)誤，不僅增大了材料的審查難度，而且會(huì)延長(zhǎng)工程的批報(bào)周期。

2 煤礦地質(zhì)勘查特點(diǎn)及技術(shù)

2.1 勘查特點(diǎn)

(1)統(tǒng)籌規(guī)劃煤礦地質(zhì)勘查工作。在煤礦地質(zhì)勘查工作中，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)勘查工作的實(shí)際需要，從宏觀上分析煤礦地質(zhì)勘查的地質(zhì)環(huán)境和具體條件，制定相應(yīng)的策略，對(duì)煤礦地質(zhì)勘查工作進(jìn)行細(xì)致化、精細(xì)化規(guī)劃。

(2)遵循資源分布規(guī)律和地質(zhì)特點(diǎn)。煤礦地質(zhì)勘查的主要對(duì)象是自然環(huán)境、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地層結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，該類因素都會(huì)對(duì)勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響，如果無法全面細(xì)致地考慮上述影響因素，便會(huì)影響煤礦地質(zhì)勘查工作的順利進(jìn)行。因此，煤礦地質(zhì)勘查工作應(yīng)結(jié)合自然環(huán)境、地質(zhì)條件以及勘查工作所需的諸多因素，遵循資源分布規(guī)律和地質(zhì)特點(diǎn)，制定合理的勘查方案，為煤礦地質(zhì)勘查工作奠定基礎(chǔ)。

2.2 勘查技術(shù)

(1)遙感技術(shù)。遙感技術(shù)多適用于對(duì)城市地質(zhì)信息系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、煤炭資源的評(píng)估及煤層自燃的勘探等多方面工作的開展，主要包括地面測(cè)試遙感、應(yīng)用航天遙感、紅外微波等航空遙感等。

(2)測(cè)井勘探技術(shù)。測(cè)井勘探技術(shù)可較為準(zhǔn)確的為煤層進(jìn)行定深，精度達(dá)0.1 m，非煤層定深精度達(dá)0.2 m，常被應(yīng)用于煤巖層的定深、定性以及煤層水、沙泥分析等，主要包括煤層氣測(cè)、通過聲、電、核等物理參數(shù)測(cè)井以及水文方式測(cè)井等技術(shù)。

(3)地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)。通過借助于瞬息變化的電磁法進(jìn)行勘探活動(dòng)、推行高精度重力勘探、直流電勘探等方法完成勘探，該項(xiàng)技術(shù)被廣泛運(yùn)用于石油地質(zhì)勘探和煤炭地質(zhì)勘探等資源勘探專業(yè)領(lǐng)域中，開展褶曲、陷落柱和斷裂等地質(zhì)構(gòu)造范圍的勘探，并圈定地下河、巖溶發(fā)育帶等不同類型的地質(zhì)構(gòu)造體。此外，該技術(shù)還可完成勘測(cè)空洞等異常體。

3 小型煤礦礦井地質(zhì)勘查實(shí)例分析

小型煤礦指的是資源豐富，但是開采技術(shù)條件不足，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜且地質(zhì)不穩(wěn)定或者是煤炭資源缺乏的煤礦，其資源條件僅能達(dá)到30萬t/a。

3.1 合理選擇并運(yùn)用勘查手段

小型煤礦在選擇勘查手段時(shí)，要根據(jù)勘查區(qū)表面土的覆蓋情況，將山地工程、地質(zhì)填土、生產(chǎn)巷道以及老窯調(diào)查的作用充分發(fā)揮出來，巖心鉆探技術(shù)僅能作為輔助式手段，用于對(duì)深部的控制?？辈榉椒ㄒ诉x擇剖面線法，勘查手段以大比例尺地質(zhì)填圖為基礎(chǔ)，結(jié)合槽探、井探、老窯調(diào)查和生產(chǎn)礦井巷道素描等輔助手段，根據(jù)實(shí)際情況布置鉆探工程。

3.2 勘查工程布置

按工程地質(zhì)條件布置坑孔的注意點(diǎn)：①地貌單元及其銜接地段，勘探線應(yīng)垂直于地貌單元界限，每個(gè)地貌單元應(yīng)有控制坑孔，2個(gè)地貌單元之間過渡地帶應(yīng)有鉆孔；②斷層，在上盤布坑孔，在地表垂直斷層走向布置坑探，坑孔應(yīng)穿過斷層面；③滑坡，沿滑坡縱橫軸線布孔、井，查明滑動(dòng)帶數(shù)量、部位、滑體厚度，坑孔深應(yīng)穿過滑帶到穩(wěn)定基巖；④河谷，垂直河流布置勘探線，鉆孔應(yīng)穿過覆蓋層并深入基巖5 m以上，防止誤將漂石當(dāng)作基巖；⑤查明陡傾地質(zhì)界面，使用斜孔或斜井，相鄰兩孔深度所揭露的地層相互銜接，防止漏層。

一般來說，如果煤礦地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜可以布置一條或者數(shù)條主導(dǎo)勘查線，以此來展示完整的地層構(gòu)造與剖面情況。在開展鉆孔工作時(shí)，其深度以不漏掉可開采煤層以及獲取完整的煤系剖面作為基本原則。個(gè)別情況下，為了開展煤層對(duì)比工作，確定其層位，鉆孔需要貫穿整個(gè)煤系，一直打到其下伏地層為止?？辈榫€基本的線距，最密集為250 m。如果情況需要，也可以在淺層部位的先期開采地段或者在井筒附近加密鉆孔，可以提升構(gòu)造與煤層的整體控制度。

3.3 勘查階段與施工順序

勘查小型煤礦可以在普查與大比例尺地質(zhì)填圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)一次性勘查完畢的原則進(jìn)行作業(yè)。在施工中，結(jié)合實(shí)際情況，可以選擇具有代表性的地段，布置數(shù)條的主導(dǎo)勘查線，通過密集的勘查工程，將煤層、煤系以及控制構(gòu)造系統(tǒng)的揭露出來，再通過分析比較，對(duì)勘查區(qū)的構(gòu)造特點(diǎn)以及含煤量有一個(gè)初步了解。具體來說，首先施工的坑孔必須為后繼坑孔提供進(jìn)一步地質(zhì)分析所需的資料，在勘探過程中應(yīng)及時(shí)整理資料，并利用該類資料指導(dǎo)和修改后繼坑孔的設(shè)計(jì)和施工。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，第一批施工的坑孔應(yīng)為：①對(duì)控制場(chǎng)地工程地質(zhì)條件具有關(guān)鍵作用和對(duì)選擇場(chǎng)地有決定意義的坑孔；②建筑物重要部位的坑孔；③為其他勘查工作提供條件；④在主要勘探線上的坑孔?？紤]到洪水的威脅，應(yīng)在枯水期盡量先施工水上或近水的坑孔，由此可知，第一批坑孔的工程量是比較大的。

4 煤礦地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展方向

4.1 注重開采系統(tǒng)化問題

對(duì)于我國(guó)東部煤區(qū)，需要做好相應(yīng)的尋找與評(píng)定工作，以緩解能源帶來的壓力?？紤]到需要進(jìn)行深部的開采工作，需要在勘探過程中注重地質(zhì)勘探安全保障系統(tǒng)的建設(shè)。只有深入研究煤炭沉積地質(zhì)所涉及到的水文地質(zhì)與應(yīng)力場(chǎng)，才能夠重新認(rèn)識(shí)東部地區(qū)相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害，提供較為可靠的地質(zhì)勘探原始數(shù)據(jù)，從而大幅度提高地質(zhì)勘探的工作效率。在對(duì)我國(guó)西部煤區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘探時(shí)，為了進(jìn)一步改善邊遠(yuǎn)地區(qū)實(shí)際的生態(tài)水平，緩解區(qū)域所面臨的水資源壓力，應(yīng)加大對(duì)水資源尋找方面的資金投入，以解決水資源短缺和生態(tài)環(huán)境等方面的問題。

4.2 推進(jìn)地質(zhì)信息化工程建設(shè)

為了滿足地質(zhì)評(píng)估和開采水平方面的要求，在進(jìn)行煤礦地質(zhì)勘查時(shí)，應(yīng)合理運(yùn)用GIS地質(zhì)勘查技術(shù)和GPS定位技術(shù)。同時(shí)，為了方便研究并利用煤礦區(qū)域地質(zhì)，可以建立出一套行之有效的開采信息管理系統(tǒng)支持地質(zhì)信息化工程建設(shè)方案，為煤礦地質(zhì)勘查工作貢獻(xiàn)一份力量。

在實(shí)際開采環(huán)節(jié)中，需要利用現(xiàn)代化技術(shù)，將煤炭開采和煤田地質(zhì)勘查相互的結(jié)合，對(duì)煤礦開采地質(zhì)條件進(jìn)行評(píng)價(jià)：①大力推廣三維地震勘查技術(shù)，以便積極討論地震勘查新途徑；②提高對(duì)礦井物探測(cè)儀的研制，建立與之相互匹配的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)；③加強(qiáng)對(duì)瓦斯等地質(zhì)規(guī)律的研究，以便面對(duì)煤礦突發(fā)事件時(shí)擁有更佳地處理方式；④建立瓦斯勘查評(píng)價(jià)體系。

5 結(jié) 語

在對(duì)煤礦地質(zhì)勘查的特點(diǎn)及技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)煤礦地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了探討，對(duì)于確保煤礦地質(zhì)勘查工作的順利開展具有一定的參考價(jià)值。

2014-12-17)

馬 倩(1988—)，女，助理工程師,516081 廣東省惠州市惠陽(yáng)區(qū)澳頭鎮(zhèn)。