摘 要：文章通過對(duì)當(dāng)前煤田地質(zhì)勘探主要技術(shù)的應(yīng)用分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況和國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：勘探；技術(shù)；煤田地質(zhì)

煤田地質(zhì)勘探技術(shù)，是在煤炭開發(fā)前利用多技術(shù)手段精確了解煤層厚度和深度的一種技術(shù)方式，可以說，它是設(shè)計(jì)開采方案、建立礦井和開采實(shí)施的基本依據(jù)。在數(shù)字化和電子化飛速發(fā)展的新時(shí)期，我國(guó)煤炭開采工作在不斷摸索和對(duì)實(shí)際新技術(shù)理念的廣泛吸收之后，形成了具有中國(guó)特色的煤田地質(zhì)勘探學(xué)科的理論和勘探方法。隨著新型科技技術(shù)的問世，我國(guó)煤田地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展將再上新臺(tái)階。

1 煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的應(yīng)用

1.1 地面地震勘查技術(shù)的應(yīng)用

在勘探實(shí)踐中，高分辨二維地震、三維地震和多波多分量地震是最為常用的三種方法。應(yīng)用該方法，需在采區(qū)設(shè)計(jì)前注意以下兩方面問題：第一，搞清煤層賦存情況、底板的起伏形態(tài)，及斷層法律規(guī)律，以此為依據(jù)圈定煤層分叉合并區(qū)。第二，客觀評(píng)價(jià)對(duì)可能會(huì)給開采工作帶來影響的含水層富水性，找準(zhǔn)可采煤層的波及范圍和各陷落柱的具體位置，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果制定相應(yīng)的防水害預(yù)案。當(dāng)?shù)乇項(xiàng)l件適當(dāng)時(shí)，實(shí)踐工作中通常會(huì)選用三維高分辨率地震勘探技術(shù)進(jìn)行勘探。

1.2 遙感技術(shù)的應(yīng)用

煤炭遙感技術(shù)是一種空間遙感新技術(shù)，由于這種技術(shù)具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、探測(cè)速度快、結(jié)果精準(zhǔn)、整體性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，因此，在探測(cè)、煤田地質(zhì)和煤炭工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，煤炭遙感科學(xué)體系逐步完善，在煤田自燃環(huán)境監(jiān)測(cè)、煤礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)、煤礦區(qū)水資源調(diào)查、煤炭資源調(diào)查、中小比例尺填圖和區(qū)域地質(zhì)研究的應(yīng)用中成果顯著，近年來它開始和物探、鉆探儀器一起，被并稱為煤田資源勘探的三大利器。

隨著煤田遙感技術(shù)與GIS及GPS等的深入結(jié)合應(yīng)用，相繼出現(xiàn)了中國(guó)煤田地質(zhì)和煤炭資源調(diào)查信息系統(tǒng)、中國(guó)北方煤田自燃環(huán)境監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)、中國(guó)煤礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)、煤礦區(qū)水資源調(diào)查信息系統(tǒng)、煤炭生產(chǎn)控制與土地復(fù)墾監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)，一方面提升了各信息系統(tǒng)的智能化和半自動(dòng)化水平，提高了探測(cè)的精準(zhǔn)度和實(shí)時(shí)性。另一方面也實(shí)現(xiàn)了各信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、可視化和社會(huì)化，這一進(jìn)步將為煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.3 測(cè)井勘查技術(shù)的應(yīng)用

基于科技發(fā)展及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性的角度而言，中國(guó)煤田的地面勘探技術(shù)已經(jīng)非常純熟，如何將地面勘探技術(shù)應(yīng)用到井下開發(fā)中去，是業(yè)界普遍關(guān)注和研究的重點(diǎn)課題之一。未來，將電、聲、核等系列物理參數(shù)作為測(cè)井依據(jù)，在煤礦井下開發(fā)中使用水文測(cè)井和煤層氣測(cè)井等先進(jìn)技術(shù)來進(jìn)行煤田地質(zhì)勘探，將成為未來發(fā)展的重點(diǎn)。

當(dāng)前，Rock雷達(dá)系統(tǒng)已在國(guó)外普遍應(yīng)用，并取得了卓越的應(yīng)用效果。該系統(tǒng)具有可對(duì)巖體進(jìn)行定量研究、精準(zhǔn)的確定巷道四周的裂縫帶及斷裂帶的深度特征的功能，在煤層及非煤層的厚度和深度的確定方面都非常精準(zhǔn)。

1.4 鉆進(jìn)新技術(shù)的應(yīng)用

隨著綜合勘探技術(shù)的深入發(fā)展，雖然鉆探工作量有所下降，但對(duì)鉆探技術(shù)的自動(dòng)化、靈活性和高效性要求卻越來越高。當(dāng)前在煤田勘探較為常用的鉆探新技術(shù)中，主要應(yīng)用的新技術(shù)有：第一，繩索取芯技術(shù)。這是一種無需將鉆桿提出，只利用內(nèi)套管結(jié)構(gòu)，用繩索把內(nèi)套管提出，并在鉆進(jìn)過程中收集內(nèi)套管的巖心，將其順利提取到地面的一種新技術(shù)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有人力勞動(dòng)量下降、工作效率和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)提高等。該技術(shù)在歷經(jīng)多年的推廣應(yīng)用中已經(jīng)日趨完善。第二，鉆進(jìn)參數(shù)探測(cè)技術(shù)。過去，在鉆探施工過程中，工人往往憑借自己的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)鉆進(jìn)狀態(tài)的判斷來調(diào)整和完成鉆進(jìn)工作，這使得鉆探施工操作難以形成標(biāo)準(zhǔn)化。鉆進(jìn)參數(shù)探測(cè)系統(tǒng)有效解決了上述問題，并利用傳感儀準(zhǔn)確的掌握鉆桿旋轉(zhuǎn)速度、鉆進(jìn)進(jìn)尺速度、鉆桿扭矩、鉆進(jìn)壓力、進(jìn)水量、泵壓、孔深、泥漿粘度、密度和pH值等相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，具有操作便捷，進(jìn)質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，因此，在當(dāng)前諸多煤礦企業(yè)中備受青睞。第三，定向鉆進(jìn)技術(shù)。是利用鉆孔自然彎曲規(guī)律及人工造斜工具使鉆孔按設(shè)計(jì)要求鉆進(jìn)到預(yù)定目標(biāo)的一種鉆探方法。多用于地面有障礙物或處于環(huán)境保護(hù)區(qū)的煤田勘采；開采前的通風(fēng)、排氣和排水；地下鋪管及各類高精度的垂直井孔的鉆進(jìn)，為企業(yè)有效節(jié)約鉆進(jìn)成本。測(cè)量?jī)x器的改進(jìn)使斜側(cè)精度更高，其中孔底數(shù)據(jù)傳輸和孔斜控制技術(shù)，如自動(dòng)導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)的面世又推動(dòng)了定向鉆進(jìn)技術(shù)的新發(fā)展。

2 煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的未來發(fā)展方向

2.1 綜合化

當(dāng)前，找礦工作難度日益增加，特別是在預(yù)測(cè)隱伏礦方面，只憑借某種單一的物探或化探方法來完成找礦工作幾乎是不可能。未來，礦產(chǎn)勘查將朝著綜合勘查的方向發(fā)展，要求在勘查中集合多種勘查手段的優(yōu)勢(shì)，通過交叉使用法來降低多解性。由于物化探方法只有在工作區(qū)的成礦地質(zhì)背景條件下才能應(yīng)用，所以物化探信息應(yīng)與礦區(qū)的地質(zhì)條件相結(jié)合。在實(shí)際勘查過程中，應(yīng)按照地質(zhì)-物化探-地質(zhì)的思路推進(jìn)。一旦在實(shí)際應(yīng)用中脫離了成礦地質(zhì)條件，則將無法解決地質(zhì)和找礦中的現(xiàn)實(shí)問題。

有資料顯示：英國(guó)煤礦區(qū)曾經(jīng)用三維地震勘探成功解釋過煤厚落差斷層，但英國(guó)深部煤礦公司仍致力于鉆孔研究工作。且該公司已成功開發(fā)了一種掃描儀，它能實(shí)現(xiàn)對(duì)巖層進(jìn)行顯微掃描，在人機(jī)綜合作用下，對(duì)十幾厘米落差的斷層、裂縫、趁機(jī)和構(gòu)造特點(diǎn)及應(yīng)力方向等作出精準(zhǔn)的解釋。并利用專業(yè)軟件進(jìn)行組合測(cè)井，這種新技術(shù)的應(yīng)用能準(zhǔn)確獲取巖石類型、強(qiáng)度、孔隙度或滲透度、傾角、使用的構(gòu)造及應(yīng)力場(chǎng)圖，為礦山開發(fā)設(shè)計(jì)方案的編制提供了可供參考的科學(xué)依據(jù)，利于施工方向和開采方法的確定。由此可見，綜合勘探法是深度煤礦勘探的重要發(fā)展方向。

2.2 動(dòng)態(tài)化

在地質(zhì)勘探技術(shù)應(yīng)用過程中，動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象是誘發(fā)礦井生產(chǎn)的一大安全隱患，而動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象主要是由于動(dòng)態(tài)的采掘活動(dòng)造成的，所以，在對(duì)其強(qiáng)度和成因的分析中，很難采集到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，相對(duì)而言，通過加強(qiáng)對(duì)巖煤層應(yīng)力或變化的動(dòng)態(tài)特征來獲取的資料更為準(zhǔn)確。也即，為了提升煤田開采工作的安全性和高效性，必須走動(dòng)態(tài)勘探之路。

2.3 信息化

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，煤田地質(zhì)勘探各專業(yè)在實(shí)際工作中也引入了諸多新技術(shù)，如，并行分布式處理、大容量存儲(chǔ)、工作站、多媒體、人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都是典型代表。國(guó)內(nèi)當(dāng)前的研究成果為：能通過人機(jī)對(duì)話的方式來對(duì)地質(zhì)勘探中所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的分析、處理和準(zhǔn)確的解釋。此外，部分物探儀器的自動(dòng)化水平也有所提高，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)處理能力提高，有效提高了勘探質(zhì)量和效率。

3 結(jié)束語

根據(jù)對(duì)近年來地質(zhì)勘探實(shí)踐工作的回顧，可見各種勘探技術(shù)的發(fā)展已取得了一定成效，并形成了相對(duì)成熟的綜合勘探方法，在一定程度上為未來地質(zhì)勘探技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。為進(jìn)一步提高我國(guó)的煤炭地質(zhì)勘探技術(shù)工作的質(zhì)量，我們應(yīng)立足我國(guó)的基本國(guó)情，放眼未來，結(jié)合國(guó)際地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，加大我國(guó)煤田地質(zhì)勘探技術(shù)在勘探精度、勘查廣度等方面的研究力度，以提高勘探質(zhì)量，解決更多實(shí)際問題，進(jìn)而推動(dòng)勘探技術(shù)不斷朝著綜合化、動(dòng)態(tài)化和信息化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]姜再富，田陽，王佩保，等.淺析煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2013，91（4）.

[2]劉芳.淺談煤田地質(zhì)勘探技術(shù)應(yīng)用研究[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2013（4）.

[3]汪凌霞.芻議煤田地質(zhì)勘探技術(shù)應(yīng)用[J].大科技，2012（4）.

作者簡(jiǎn)介：李松（1988-），男，安徽省宿州市碭山縣人，本科，助理工程師，研究方向：地質(zhì)勘探。