■江勇 郭愛(ài)華

（河南省煤田地質(zhì)局一隊(duì)河南鄭州451150）

煤田地質(zhì)的勘查技術(shù)分析

■江勇 郭愛(ài)華

（河南省煤田地質(zhì)局一隊(duì)河南鄭州451150）

眾所周知，資源能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系密不可分，特別是在能源短缺、浪費(fèi)嚴(yán)重的今天，煤炭這一不可再生資源的嚴(yán)峻形勢(shì)更是令人擔(dān)憂，所以我們?cè)趯で蟾咝Ю猛緩降耐瑫r(shí)，還應(yīng)借助先進(jìn)技術(shù)予以勘查和開(kāi)發(fā)。對(duì)此，筆者從煤田地質(zhì)勘查現(xiàn)狀出發(fā)，就常見(jiàn)的勘查技術(shù)作了分析，以供參考。

煤田地質(zhì)勘查技術(shù)遙感技術(shù)

由于煤炭在我國(guó)能源系統(tǒng)中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，且在很大程度上影響著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，因此面對(duì)日益嚴(yán)峻的能源緊缺形勢(shì)，我們十分有必要立足科學(xué)發(fā)展觀開(kāi)展煤田地質(zhì)勘查工作，以期提高煤炭資源利用效率，緩解市場(chǎng)供需矛盾，推動(dòng)煤炭行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)步發(fā)展。

1　煤田地質(zhì)勘查現(xiàn)狀

對(duì)于煤炭開(kāi)采而言，煤田地質(zhì)勘查是其重要基礎(chǔ)和基本前提，概括的講，主要包括勘查可開(kāi)發(fā)煤田資源、煤田生產(chǎn)、共伴生礦和尾礦以及煤田關(guān)閉等內(nèi)容，以為安全、高效、科學(xué)開(kāi)發(fā)和利用煤炭資源奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而如果要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就必須掌握并使用合適的勘查技術(shù)，用于查明煤層的地質(zhì)條件、煤層特征和分布規(guī)律。

可是我國(guó)煤田較為分散不夠集中，而且地形不盡相同相對(duì)復(fù)雜，加之很多煤田是由非專業(yè)個(gè)體戶進(jìn)行開(kāi)采的，在加大勘查難度的同時(shí)，煤田地質(zhì)勘查準(zhǔn)確度和專業(yè)性也難以得到保障。雖然經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展，煤田地質(zhì)勘查手段有所豐富，水平有所提高，取得了一定的進(jìn)展，但仍存在一定的問(wèn)題，特別是細(xì)節(jié)處理不到位，如在識(shí)別落差5-10m小斷層和控制斷層產(chǎn)狀方面效率較低；勘查前期水力壓裂效果差，裂縫短；煤田受鉆井沖洗液污染嚴(yán)重并易出現(xiàn)坍塌堵孔；突水事故時(shí)有發(fā)生等等。故為避免不良情況的發(fā)生，提高煤田地質(zhì)勘查實(shí)效，除了需要確?？辈槭侄蔚南冗M(jìn)性和實(shí)用性外，更要綜合利用多種技術(shù)方法。

2　煤田地質(zhì)勘查技術(shù)

2.1地質(zhì)填圖是基礎(chǔ)手段

在煤田地質(zhì)勘查過(guò)程中，可以說(shuō)地質(zhì)填圖不僅是最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，也是最基本的一種技術(shù)手段，可靠的地質(zhì)填圖可為后續(xù)的煤田勘查和開(kāi)發(fā)提供有力依據(jù)，進(jìn)而為預(yù)測(cè)煤田指明方向。簡(jiǎn)單的說(shuō)，地質(zhì)填圖技術(shù)主要是以地質(zhì)學(xué)理論和方法為重要基礎(chǔ)，系統(tǒng)而全面的對(duì)某一特定的含煤區(qū)進(jìn)行調(diào)查分析，隨后將收集的地質(zhì)信息在地質(zhì)圖中繪制出來(lái)形成相應(yīng)的地形地質(zhì)圖，其中繪制內(nèi)容主要體現(xiàn)為煤層、巖石地層單位、斷層、褶皺等幾方面。

2.2遙感技術(shù)是重要方法

遙感技術(shù)在煤田地質(zhì)勘查工作中的影響不可小覷，因其在地質(zhì)填圖、解釋地質(zhì)構(gòu)造、判別找礦標(biāo)志以及進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析等諸多方面有著良好的應(yīng)用效果，故得以推廣應(yīng)用，而且通過(guò)有效結(jié)合GPS導(dǎo)航、數(shù)碼相機(jī)和計(jì)算機(jī)，其勘測(cè)效果更為突顯。

具體而言，遙感技術(shù)在煤田地質(zhì)勘查中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在勘查和調(diào)查兩方面，其中前者又有主動(dòng)和被動(dòng)遙感之分，一方面是在特定勘查區(qū)域利用衛(wèi)星或飛機(jī)進(jìn)行遙感，通過(guò)反射的電磁波獲得目標(biāo)物質(zhì)的反射信息；另一方面則是通過(guò)在衛(wèi)星或飛機(jī)上安裝傳感器用于接收反射或輻射的電磁波，然后獲取目標(biāo)物質(zhì)圖像以及數(shù)據(jù)信息。后者則是在遙感技術(shù)的作用下對(duì)煤田地質(zhì)進(jìn)行勘查，相對(duì)而言，其有著較強(qiáng)的整體性和客觀性，而且效率高，實(shí)時(shí)性好，因而在煤田地質(zhì)勘查中不可或缺，當(dāng)下已在小比例尺地質(zhì)填圖、區(qū)域地質(zhì)研究、煤田環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面取得了顯著成效。如利用高光譜遙感技術(shù)識(shí)別巖石類型和礦物成分等煤田地質(zhì)，空間定位和定量分析波普特征構(gòu)建地質(zhì)光譜庫(kù)，通過(guò)數(shù)字測(cè)量、信息識(shí)別和數(shù)據(jù)處理，只需監(jiān)測(cè)和提取便可開(kāi)展找礦和填圖工作。

2.3地震勘查尤為重要

由于煤田地質(zhì)勘查工作涉及面廣，影響因素較多，如果地質(zhì)勘查有誤或者不到位，則容易埋下安全隱患，引發(fā)重大事故。因此為安全起見(jiàn)，做好地震勘查勢(shì)在必行。其中鉆探技術(shù)、礦井直流電法、瞬變電磁法等技術(shù)較為成熟，而三維高分辨率地震勘查技術(shù)的應(yīng)用，可在遙感技術(shù)的作用下將煤田地質(zhì)信息以高分辨率的圖像呈現(xiàn)出來(lái)，用于查明采區(qū)斷層發(fā)育規(guī)律和構(gòu)造形態(tài)，進(jìn)而對(duì)含水層富水性做出合理分析，提出科學(xué)有效的處理措施，并為設(shè)計(jì)采區(qū)提高可靠的地質(zhì)資料，關(guān)鍵的是方法簡(jiǎn)單效率高。如此一來(lái)，不僅可以科學(xué)及時(shí)的反映煤炭資源開(kāi)發(fā)狀況，而且通過(guò)有效監(jiān)測(cè)有助于煤炭安全生產(chǎn)和維護(hù)。所以如果地表?xiàng)l件允許，建議優(yōu)先選用三維高分辨率地震勘查技術(shù)。

2.4微動(dòng)測(cè)深不可忽視

我國(guó)地大物博，地理環(huán)境不僅相同，煤田地質(zhì)更是如此，因此面對(duì)較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，可在煤田地質(zhì)勘查中應(yīng)用微動(dòng)測(cè)深勘查技術(shù)，即以天然場(chǎng)微動(dòng)信號(hào)為基礎(chǔ)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理和分析對(duì)面波信號(hào)加以提取，再通過(guò)反演得到地下S波的速度結(jié)構(gòu)，以此完成對(duì)煤田地質(zhì)構(gòu)造的地球物理勘查。較之一般的勘查技術(shù)，其不僅作業(yè)方便，成本較低，而且淺部高速層屏蔽作用不再對(duì)其造成干擾，解決了地震勘查的探查難題，并在斷層、采空區(qū)等由含水造成的低速區(qū)域有著更為靈敏的反應(yīng)。目前其主要在以下幾方面有所應(yīng)用，一是對(duì)煤田地質(zhì)進(jìn)行平面勘查，一般需要配備足夠多的儀器數(shù)量，并借助對(duì)測(cè)區(qū)三維體的反向推測(cè)，然后通過(guò)異常面或者速度異常體完成三維態(tài)勢(shì)的描繪，相對(duì)來(lái)說(shuō)準(zhǔn)確度和精度均較高。二是適用于深度勘查的同心圓勘測(cè)，即以半徑不同的兩個(gè)同心圓為基礎(chǔ)，在圓周和圓心內(nèi)接正三角頂點(diǎn)位置布設(shè)微動(dòng)觀測(cè)儀，該方法獲得的數(shù)據(jù)也相當(dāng)準(zhǔn)確。

當(dāng)然想要進(jìn)一步提高煤田地質(zhì)勘查水平，可在實(shí)際中結(jié)合運(yùn)用微動(dòng)測(cè)探法和其他勘查手段，以期通過(guò)取長(zhǎng)補(bǔ)短更為有效的解決采空區(qū)、斷層、陷落柱等有礙煤田安全生產(chǎn)的地質(zhì)問(wèn)題。

3　煤田地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展要點(diǎn)

總之，地質(zhì)勘查技術(shù)是獲取煤田地質(zhì)特征和具體情況的重要途徑，它能幫助我們掌握地質(zhì)數(shù)據(jù)資料用于做好煤田開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備并安全有序的開(kāi)展生產(chǎn)，因此提高和創(chuàng)新勘查技術(shù)及方法十分必要。因此在以后的發(fā)展中，煤田地質(zhì)勘查技術(shù)會(huì)朝著智能化和自動(dòng)化發(fā)展，勘查裝置和儀器也會(huì)更加先進(jìn)高效，如在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下可實(shí)時(shí)控制，分辨率、靈敏度、精確度會(huì)進(jìn)一步提高，三維圖形顯示和數(shù)據(jù)分析的自動(dòng)化程度會(huì)更高等，同時(shí)勘查方法也會(huì)有所變化，如測(cè)量多參數(shù)化、方向多維化、組合多樣化等。

最具可行性和發(fā)展?jié)摿Φ谋闶菍?duì)3S一體化技術(shù)的創(chuàng)新，即利用遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)之間相輔相成、密不可分的關(guān)系加以有效整合和綜合利用，如在用遙感技術(shù)及時(shí)更新地質(zhì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，發(fā)揮地理信息系統(tǒng)的輔助作用用于提高不同的信息和分析手段，以便精確的將遙感數(shù)據(jù)以影像的形式表達(dá)出來(lái)，同時(shí)借助全球定位系統(tǒng)為探測(cè)煤田地質(zhì)提高更為精確的地理位置和高程模型，以此將三者充分應(yīng)用于煤田地質(zhì)勘查中，進(jìn)而促進(jìn)煤炭資源朝著產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展，不過(guò)值得注意的是，必須以遙感技術(shù)的不斷創(chuàng)新和與時(shí)俱進(jìn)為前提。此外，隨著數(shù)字化發(fā)展的不斷深入，煤田地質(zhì)工作也應(yīng)向這一方向逐漸靠攏，即通過(guò)技術(shù)智能化、功能多樣化和信息綜合化的實(shí)現(xiàn)，為煤田開(kāi)發(fā)和資源利用做出巨大貢獻(xiàn)。

4　結(jié)束語(yǔ)

由上可知，要想進(jìn)一步緩解我國(guó)能源短缺和浪費(fèi)嚴(yán)重的形勢(shì)，就必須提高煤田地質(zhì)勘查質(zhì)量和效率。這就要求我們?cè)陂_(kāi)展煤田地質(zhì)勘查工作時(shí)，從其地質(zhì)、地形、物性等實(shí)際情況出發(fā)，選擇切實(shí)有效的勘查技術(shù)和方法，并加以統(tǒng)籌布局和規(guī)范操作，同時(shí)繼續(xù)加強(qiáng)新技術(shù)的研發(fā)和實(shí)踐力度，以此提高煤田地質(zhì)勘查水平。

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P624［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-374-1