煤田地質(zhì)勘探前沿發(fā)展趨勢探討

趙振軍 王秀麗 張敬東

（1、河南省煤田地質(zhì)局一隊，河南 新鄭 451100 2、河南省煤田地質(zhì)局物探測量隊，河南 鄭州 451100）

在世界范圍內(nèi)看，煤炭在能源構(gòu)成中占有十分重要的地位，即使在進入新世紀以來，其基礎地位仍然沒有動搖，對于我國來說更是如此。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國民經(jīng)濟對于能源的依賴也越來越嚴重，煤炭資源作為我國重要的能源，對于我國國民經(jīng)濟快速、穩(wěn)定的發(fā)展具有十分重要的作用。因此要大力強化煤田的地質(zhì)勘探，保證我國的煤炭供應，為我國國民經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展打下堅實的基礎，這就需要有先進的地質(zhì)勘探技術作為支撐。文章對煤田地質(zhì)勘探的前沿問題進行的探討，促進我國煤田地質(zhì)勘探事業(yè)的發(fā)展。

1 我國煤田地質(zhì)勘探前沿問題

我國是一個煤炭儲量十分豐富的國家，從技術發(fā)展的角度來看我國煤田地質(zhì)勘探的前沿問題主要包括以下幾個方面：

1.1 從完善礦井水防治與保水采煤研究方面來看

我國東部地區(qū)的很多煤礦由于埋藏深度較大，因此在開采過程中容易發(fā)生突水事故，危害十分巨大。這些煤田所處的地質(zhì)條件十分的復雜，深度很大，對于突水的治理缺乏相關的經(jīng)驗，因此給治理工作帶來了很大的困難。這就需要我國煤礦水害治理技術朝著深部巖溶水形成的方向發(fā)展，能夠?qū)τ谕凰鹿蔬M行提前的預警以及相應的應對措施。

1.2 從開展動態(tài)地質(zhì)研究方面來看

很多的煤田井下的災害和事故的發(fā)生在本質(zhì)上都是地質(zhì)問題，如瓦斯、透水等，基本上都和巖體的應力場息息相關。在煤炭的開采過程中，使得原本的地質(zhì)條件發(fā)生了變化，使其原有的平衡狀態(tài)被打破，在平衡重新建立的過程中，就會出現(xiàn)各種的災害，給礦井生產(chǎn)帶來極大的危害。這就有必要對導致這些災害發(fā)生的地質(zhì)方面的原因進行探索，對地質(zhì)變化的方向進行及時的掌握，從而實現(xiàn)對礦井災害的預測，減少或者是完全的避免這些災害的發(fā)生以及其帶來的巨大的危害。

1.3 從加強環(huán)境地質(zhì)勘查與災害地質(zhì)防治方面來看

在煤礦開采區(qū)，隨著開采活動的深入進行，極大的破壞了原有的地質(zhì)環(huán)境，導致一連串的環(huán)境問題，由于地下被挖空從而導致大面積的地面下陷，地表植被的破壞，在暴雨來臨時有可能引發(fā)泥石流，原有的地質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞，有可能造成地震等地質(zhì)災害。這些問題嚴重的影響了煤田的可持續(xù)性的利用。這就要求在煤田開發(fā)的過程中要做好相應的環(huán)境評價制度，建立建全相關的制度和體制，保證環(huán)境能夠得到及時的復原，促進煤田開發(fā)的可持續(xù)性發(fā)展。

1.4 從提高勘探精度來看

隨著煤炭開采技術以及相關設備的發(fā)展，煤炭行業(yè)基本都實現(xiàn)了連續(xù)作業(yè)，從而保證煤炭的產(chǎn)量，這是現(xiàn)代化的煤炭生產(chǎn)的一大特點。只需要在進行煤炭開發(fā)之前對整個每層的詳細的情況進行全面的掌握，如煤層的厚度、結(jié)構(gòu)等。但是當前我國的煤炭勘探只是將重點放在儲量的勘探之上，并沒有對煤層的詳細的信息進行掌握。這就要求建立起現(xiàn)代化的煤炭勘探制度，建立起全國煤炭儲量的信息系統(tǒng)，詳細的收集各個每層的詳細的數(shù)據(jù)，對其進行補充勘探，從而為大規(guī)模的機械自動化采煤提供技術和信息保證。

1.5 從攻克煤層氣開發(fā)難關來看

煤層之間蘊含著豐富的煤層氣，這是一種十分優(yōu)良的能源，很多國家都對其開展了深入的研究。但是煤層氣由于密度較低、生產(chǎn)效率低下并沒有形成產(chǎn)業(yè)。這要求加大對煤層氣的研究力度和投入，對其滲透率進行研究，從而提高其開采效率，形成一套具有實用價值的煤層氣開采技術，這對于保證我國的能源安全具有十分重要的意義，這是我估下階段煤層氣技術研究的重點所在。

2 煤田地質(zhì)勘探技術發(fā)展趨勢

用發(fā)展眼光看，近年來鉆探仍將成為獲取“第一性”地質(zhì)資料的重要手段。物探儀器日新月異，性能改進與更新迅速，向高靈敏度、高分辨率、高精確度、遙控、計算機實時控制、處理、數(shù)據(jù)分析和三維圖形顯示方向發(fā)展;物探方法向多維、多參數(shù)測量、多方法組合發(fā)展;計算機和信息技術將普及到地質(zhì)勘探的各個專業(yè)、各個作業(yè)單元，乃至管理整個勘探系統(tǒng)。近年來，值得注意的煤田地質(zhì)勘探技術發(fā)展趨勢如下。

2.1 發(fā)展水平鉆進技術

上個世紀八十年代以來，技術先進的采煤國家愈來愈重視采用水平鉆進方法沿煤層鉆進，并采用與之相配合的隨鉆測斜技術。水平鉆進技術是由受控定向鉆進發(fā)展而來的。近年來，這種鉆進技術發(fā)展迅速，不僅能在井下沿煤層鉆進，還能在地面沿垂直-圓弧-水平線軌跡進入煤層鉆進。地面水平鉆進，在煤炭部門是八十年代后期才從石油部門引進的。

2.2 加強綜合勘探據(jù)

有關材料說明，英國煤礦區(qū)盡管用三維地震勘探曾解釋出小至煤厚落差的斷層，但英國深部煤礦公司仍然重視鉆孔研究。他們開發(fā)了一種巖層顯微掃描儀，通過人機聯(lián)作能解釋幾十厘米落差的斷層、裂隙、沉積和構(gòu)造特征，以及應力方向。借助專用軟件，用組合測井可確定出巖石類型、巖石強度、孔隙度或滲透率、傾角、孔徑、分析水和烴等。據(jù)說，通過這一綜合勘探方法，“可提供一份詳細、實用的構(gòu)造及應力場圖”，“從而使礦山設計切實可行”，可提供最佳施工方向和合理地選定開采方法。這表明，選用合適手段、采用多手段綜合勘探，是深部煤礦勘探的發(fā)展方向。

2.3 研究動態(tài)地質(zhì)勘探技術

如前所述，危害礦井安全的動力地質(zhì)現(xiàn)象由采掘活動誘發(fā)而形成。它們具有動態(tài)特性。因此，預測動力地質(zhì)現(xiàn)象的形成及其強度，不能簡單地只憑反映原始地質(zhì)條件的靜止數(shù)據(jù)，而應主要分析基于巖煤層應力或其物性隨時間變化的動態(tài)特征資料。高產(chǎn)高效采煤推進速度快，進行動態(tài)勘探，即在采掘期間連續(xù)多次勘探采區(qū)的應力或物性隨時間變化很有必要。

2.4 加快發(fā)展信息技術計算機和信息技術

現(xiàn)已在煤田地質(zhì)勘探各個專業(yè)推廣應用，發(fā)展較快。由于引入了許多高新技術，如并行分布式處理、大容量存儲、工作站、多媒體、人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡技術等，目前已能用人機對話方式處理、分析、解釋和顯示地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)，一些物探儀器自動化程度高，能在現(xiàn)場作預處理，控制各項操作和質(zhì)量，選擇有關參數(shù)。

3 結(jié)語

根據(jù)相關資料分析表明，除少數(shù)幾個發(fā)展中國家外，各主要產(chǎn)煤國家的煤田地質(zhì)勘探工作量自上世紀八十年代以來均明顯減少，但用于開發(fā)勘探、工作面勘探的工作內(nèi)容和工作量卻明顯增多，勘探精度大大提高。從煤炭現(xiàn)代化生產(chǎn)要求角度看，我國煤田地質(zhì)勘探技術與世界先進技術相比尚存在較大差距，因此，必須把握時機，加快我國煤田地質(zhì)勘探技術的發(fā)展，才能滿足我國高產(chǎn)高效采煤的需求。

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