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        煤田地質(zhì)勘探技術(shù)及特點分析實踐思考

        2018-09-10 21:47:36左繼寧李子越王宏建
        企業(yè)科技與發(fā)展 2018年3期
        關(guān)鍵詞:預(yù)查煤田勘探

        左繼寧 李子越 王宏建

        【摘 要】煤炭行業(yè)是我國國民經(jīng)濟中的重要組成部分,但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種新能源陸續(xù)被開發(fā)和應(yīng)用,煤炭行業(yè)面臨著前所未有的市場競爭挑戰(zhàn)。為了促進煤炭行業(yè)的發(fā)展,使其在激烈的市場競爭中獲得有利地位,必須對煤田地質(zhì)勘探技術(shù)進行創(chuàng)新。文章在分析煤田地質(zhì)勘探內(nèi)容的基礎(chǔ)上,對當(dāng)前我國煤田地質(zhì)勘探應(yīng)用的主要技術(shù)及其特點進行分析研究。

        【關(guān)鍵詞】煤田;地質(zhì)勘探技術(shù);特點

        【中圖分類號】P618.11 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688(2018)03-0194-02

        煤田地質(zhì)勘探主要是通過多種勘探技術(shù)對地層以下的煤層及含煤層地質(zhì)區(qū)域進行研究,分析煤層分布的狀態(tài)和動態(tài)變化,從而判斷該區(qū)域范圍內(nèi)是否含有大量煤炭資源。煤田地質(zhì)勘探具有較高的科學(xué)性和準(zhǔn)確性,勘探人員需要結(jié)合區(qū)域范圍內(nèi)的環(huán)境情況分析該區(qū)域是否具有實際的開發(fā)價值,確保該區(qū)域的開發(fā)能為企業(yè)或國家?guī)碜畲蠼?jīng)濟效益。為了能掌握精確的關(guān)于被測區(qū)域的煤炭儲量、開發(fā)價值和難易程度,需要采用高效的地質(zhì)勘探技術(shù),結(jié)合新技術(shù)和自動化、信息化的先進設(shè)備進行更為詳細(xì)的地質(zhì)勘察。

        1 煤田地質(zhì)勘探內(nèi)容

        1.1 煤田地質(zhì)勘探的階段

        (1)預(yù)查階段。預(yù)查階段的主要工作是尋找煤炭資源,也就是煤田地質(zhì)勘探人員對預(yù)查礦區(qū)進行預(yù)測和地質(zhì)分析,判斷該區(qū)域是否有煤田,如果初步判斷該區(qū)域有煤田,就可以開展進一步工作,從而確定煤礦的具體分布范圍。在預(yù)查階段需要對預(yù)查工作進行詳細(xì)記錄,包括有煤礦區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境特點和無煤礦區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境特點,以便日后地質(zhì)預(yù)查工作的開展。

        (2)普查階段。普查工作是在預(yù)查工作的基礎(chǔ)上,當(dāng)確定該區(qū)域范圍內(nèi)有煤礦資源以后,進一步分析該區(qū)域煤礦資源實際的開發(fā)價值和經(jīng)濟意義,并對開發(fā)的難易程度及開采的可行性進行分析,為之后的開采工作奠定基礎(chǔ)。

        (3)詳查階段。詳查指的是對整個礦區(qū)的未來發(fā)展提供地質(zhì)上的依據(jù),比如需要劃分井田的地區(qū)和編制礦區(qū)總體發(fā)展的地區(qū)都需要開展詳查工作。

        (4)勘探階段??碧诫A段是在前期預(yù)查、普查和詳查的基礎(chǔ)上,對礦區(qū)開發(fā)的可行性進一步深入分析,然后為接下來的開發(fā)設(shè)計提供地質(zhì)資料。

        1.2 煤田地質(zhì)勘探的類型

        (1)構(gòu)造復(fù)雜程度。煤田地質(zhì)勘探的類型或者內(nèi)容之一便是對被測地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜程度進行勘探分析,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度可以分為簡單構(gòu)造、中等構(gòu)造、復(fù)雜構(gòu)造和極復(fù)雜構(gòu)造。其中,簡單構(gòu)造指的是含煤地層的地勢走向及傾向的變化不大,斷層少,很少受到巖漿的影響;極復(fù)雜構(gòu)造正好相反,其含煤層的地勢走向、產(chǎn)狀變化較大,斷層多且大多還在不斷發(fā)育,嚴(yán)重受到巖漿的影響。

        (2)煤層穩(wěn)定程度。煤層穩(wěn)定程度也是地質(zhì)勘探的主要類型和內(nèi)容,根據(jù)穩(wěn)定程度可以分為穩(wěn)定煤層、較穩(wěn)定煤層、不穩(wěn)定煤層和極不穩(wěn)定煤層,也可以直接根據(jù)線距分成一型穩(wěn)定、二型較穩(wěn)定和三型不穩(wěn)定。在簡單煤層中,煤層的厚度變化很小,結(jié)構(gòu)極其簡單,煤類比較單一,煤質(zhì)的變化程度小,基本上全區(qū)可以開采;在較穩(wěn)定煤層中,煤層厚度有一些細(xì)微變化,但是變化的規(guī)律比較明顯,結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出從簡單到復(fù)雜的變化,煤類主要有兩種,煤質(zhì)有一些變化,可全區(qū)開采或者大部分區(qū)域可開采;在不穩(wěn)定煤層中,煤層厚度變化較大,比如突然變厚或突然變薄,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,煤類有3個及以上類別,煤質(zhì)變化較大,在開采上也是全區(qū)可開采或者大部分區(qū)域可開采,但是可采邊界不規(guī)則;在極不穩(wěn)定煤層中,煤層厚度變化極大,且找不到變化的規(guī)律,變化極其不連續(xù),可采范圍分布零星,沒辦法進行煤層比較,煤質(zhì)的變化也比較大,沒有規(guī)律。

        2 當(dāng)前我國煤田地質(zhì)勘探主要技術(shù)

        2.1 煤田地質(zhì)遙感技術(shù)

        地質(zhì)遙感調(diào)查技術(shù)是一種區(qū)別于傳統(tǒng)勘探技術(shù)、以電磁波理論為基礎(chǔ),并結(jié)合計算機技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析和圖像呈現(xiàn)的新型地質(zhì)勘探技術(shù)。具體技術(shù)要點是首先利用紅外線和可見光對地質(zhì)煤層進行遙感測驗并獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù),其次利用計算機信息系統(tǒng)對相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集和分析,最后通過圖像處理方式將其以圖像的形式呈現(xiàn)出來。

        2.2 井下勘探技術(shù)

        井下勘探技術(shù)將是勘探技術(shù)的未來發(fā)展趨勢,其技術(shù)要點是利用瑞雷波、槽波、聲發(fā)射技術(shù)和微震觀測等來進行探測,探測內(nèi)部的構(gòu)造,確定三帶發(fā)育高度。隨著探地雷達技術(shù)的發(fā)展,國外已經(jīng)開始使用雷達系統(tǒng)進行地下勘探。

        2.3 煤田地質(zhì)鉆探技術(shù)

        地質(zhì)鉆探技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探中應(yīng)用比較廣泛,而且具有實際的應(yīng)用效果。在地質(zhì)鉆深工作中,其主要技術(shù)要點是利用鉆頭和機械傳動在地面往下進行鉆孔,鉆孔的深度要根據(jù)地質(zhì)勘探的要求和當(dāng)?shù)丨h(huán)境實際地質(zhì)結(jié)構(gòu)來確定,淺一點的只有幾十米,而深一點的可能需要幾千米。這也是鉆探技術(shù)的優(yōu)點,即不管含煤層在淺層,還是在老區(qū)深部,或者是在半沼澤和沼澤地區(qū),都可以使用鉆探技術(shù)進行測定,操作方便,且能獲得較為精確的測定區(qū)域地表以下的礦產(chǎn)資源。此外,在鉆探技術(shù)上隨著自動化和機械化程度的提高,最傳統(tǒng)的巖心鉆探被新的技術(shù)如繩索取芯技術(shù)替代,這樣做可以大大地降低勞動強度,提高效率,使勘探工作更具有經(jīng)濟性。

        2.4 地球物理勘探技術(shù)

        地球物理勘探技術(shù)是一種利用物理方式,對被測環(huán)境內(nèi)煤層和巖石等的放射性、磁性、密度和傳播速度等進行研究分析,并將這些物質(zhì)的物理性質(zhì)和地球物理性質(zhì)進行比較分析,發(fā)現(xiàn)兩者的不同點和共同點,從而精確圈定被測區(qū)域范圍內(nèi)含煤的具體位置和儲煤量。地球物理勘探技術(shù)可以和地震勘探技術(shù)、測井勘探技術(shù)一起使用,其在實際的應(yīng)用過程中主要有井下物探和地面物探兩種,其中井下物探指的是針對深坑區(qū)域的煤田地質(zhì)勘探,地面物探主要是利用重力勘探和電法勘探對煤田進行地質(zhì)勘探。在煤田地質(zhì)勘探中實際最主要應(yīng)用的是地面物探,包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探和地震勘探。

        2.5 坑探工程

        坑探工程主要應(yīng)用于半暴露礦區(qū)或者完全暴露礦區(qū),一般會在地質(zhì)測圖工作之前完成,主要工作內(nèi)容是對暴露礦區(qū)的地表地質(zhì)進行研究分析,從而準(zhǔn)確測算該地區(qū)范圍內(nèi)的煤炭資源位置及煤炭儲量,有利于煤田地質(zhì)開發(fā)人員更好地進行煤炭開采工作。在坑探工程實施過程中,隨著坑道深度的加大,勘探人員需要對不同的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)進行研究分析,以便開展下一步工作,并最終順利完成后續(xù)的煤田地質(zhì)勘探工作。

        3 當(dāng)前我國煤田地質(zhì)勘探的主要特點分析

        3.1 直接為開采生產(chǎn)服務(wù)

        煤田地質(zhì)勘探的主要任務(wù)或者說最終任務(wù)是為之后的煤礦資源開采而服務(wù),在地質(zhì)勘探過程中,通過分析煤層分布、煤層結(jié)構(gòu)和巖石結(jié)構(gòu)確定煤礦資源的具體位置和儲量,并通過信息技術(shù)呈現(xiàn)煤礦資源分布圖像,對之后的開采工作進行可行性建設(shè)分析,并最終確定相應(yīng)的開采方案。

        3.2 針對性和局部性

        隨著地質(zhì)勘探技術(shù)的不斷發(fā)展,目前在煤田地質(zhì)勘探工作中,無需進行大面積勘探,只需要利用勘探技術(shù)開展局部定點監(jiān)測便能獲得該區(qū)域范圍內(nèi)的煤炭分布情況。此外,對于含煤量較高或者地質(zhì)比較復(fù)雜的區(qū)域,可以使用相應(yīng)的勘探技術(shù)進行針對性的重點勘探,從而保證開采的安全性和準(zhǔn)確性。

        3.3 資料豐富,手段多樣化

        在我國地質(zhì)勘探領(lǐng)域,除了傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探技術(shù)以外,也有新型的如遙感技術(shù)等,不同的勘探技術(shù)適用于不同的地質(zhì)環(huán)境,相關(guān)勘探人員需要根據(jù)所測區(qū)域的地理特點和施工環(huán)境制定相應(yīng)的地質(zhì)勘探方案,從而形成不同的地質(zhì)勘探流程。此外,在地質(zhì)勘探方案的制訂和完善中,還可以利用豐富的勘探資料,并綜合利用勘探技術(shù),選擇效益高、安全性高、經(jīng)濟性強的勘探方案。

        3.4 繼承性和補充性

        我國煤田地質(zhì)勘探呈現(xiàn)出繼承性和補充性特點,比如在過去沒有高效勘探技術(shù)的情況下,有些地質(zhì)比較復(fù)雜的區(qū)域便不能進行順利的勘探和開采工作,而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種高效的勘探技術(shù)產(chǎn)生,便可以對之前沒有開采的區(qū)域進行勘探和開采。此外,對于還具有開采價值的區(qū)域仍可以進行再次地質(zhì)勘探,然后確定開采方案,對于已經(jīng)開采結(jié)束的區(qū)域也要再次勘探,檢測該區(qū)域是否還含有煤炭資源。

        4 結(jié)語

        隨著社會經(jīng)濟和信息技術(shù)的快速發(fā)展,人們對煤炭的需求量不斷上升,為了保證煤炭的供應(yīng)量和質(zhì)量,對煤田地質(zhì)勘探的要求會越來越高。在對煤田開展地質(zhì)勘探工作的過程中,需要對現(xiàn)階段主要的幾種地質(zhì)勘探技術(shù)進行研究分析,了解它們的使用方法和特點,并結(jié)合當(dāng)前我國煤田地質(zhì)勘探的特點及煤田實際情況,采取合適的勘探技術(shù),從而促進煤炭行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

        參 考 文 獻

        [1]翟貴田.煤田地質(zhì)勘探技術(shù)及特點淺析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟,2017(9):24,33.

        [2]陳汝姣.基于煤田地質(zhì)新型勘探技術(shù)的探析[J].山東煤炭科技,2016(0):130-131,134.

        [3]曾建松.當(dāng)代醫(yī)院門診樓設(shè)計的新觀念初探[D].天津:天津大學(xué),2004.

        [責(zé)任編輯:陳澤琦]

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