煤炭地質(zhì)綜合勘查理論與關(guān)鍵技術(shù)分析

侯雙寶

摘 要:我國煤炭資源雖然儲量豐富、煤種齊全,但其賦存規(guī)律和開采地質(zhì)條件均相對復(fù)雜,勘查研究的進(jìn)展相對較慢。通過長期的摸索和實(shí)踐,煤炭地質(zhì)工作者根據(jù)我國煤炭的地質(zhì)特點(diǎn)與工業(yè)建設(shè)的發(fā)展要求,改進(jìn)了很多傳統(tǒng)的勘查技術(shù),以各種勘查技術(shù)的相互配合與針對具體資源類型、地質(zhì)條件和自然環(huán)境而設(shè)定的勘查模式,形成了適合我國煤炭地質(zhì)綜合勘查的理論與技術(shù)體系,并已成功運(yùn)用于實(shí)踐。本文在分析了我國煤炭地質(zhì)勘查研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上,對綜合勘查體系的理論和關(guān)鍵技術(shù)做了詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞:煤炭地質(zhì)綜合勘查關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號:P62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)07(c)-0092-01

1 我國煤炭地質(zhì)勘查研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

作為煤炭工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ),煤炭資源的勘查具有為煤炭安全開發(fā)提供地質(zhì)保障和為工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供充足資源等基本任務(wù)。然而我國煤炭資源雖然儲量豐富、煤種齊全,但其賦存規(guī)律和開采地質(zhì)條件均相對復(fù)雜,尤其是東部較發(fā)達(dá)地區(qū)對能源需求量最大的區(qū)域后備資源不足,而西部煤儲量豐富的地區(qū)多為高寒凍土或戈壁沙漠,自然環(huán)境惡劣且生態(tài)脆弱,勘查研究的進(jìn)展相對較慢。

近年來,我國煤炭地質(zhì)工作者通過長期的摸索和實(shí)踐,根據(jù)我國煤炭的地質(zhì)特點(diǎn)與工業(yè)建設(shè)的發(fā)展要求,在加強(qiáng)東部伸展型煤炭勘查與老礦區(qū)深部勘查的同時,開始對西部煤炭資源豐富的礦區(qū)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測和治理,并在此基礎(chǔ)上對煤層氣及各種可再生清潔能源進(jìn)行綜合的科學(xué)勘查。實(shí)踐中,很多傳統(tǒng)勘查技術(shù)得到了改進(jìn),各種勘查技術(shù)的相互配合與針對具體資源類型、地質(zhì)條件和自然環(huán)境而設(shè)定的勘查模式,形成了適合我國煤炭地質(zhì)勘查的理論與技術(shù)體系,煤田地質(zhì)理論的研究成果為勘查工作注入了新的活力,以三維地震等為代表的新技術(shù),正推動著地質(zhì)勘查沿深度和廣度兩方面飛速發(fā)展,而相關(guān)操作規(guī)程和勘查標(biāo)準(zhǔn)的出臺,也促進(jìn)了煤炭地質(zhì)綜合勘查體系的健全和完善。

目前廣泛運(yùn)用于實(shí)踐的循環(huán)經(jīng)濟(jì)型煤炭地質(zhì)綜合勘查模式是指運(yùn)用各種先進(jìn)的勘查手段,對地質(zhì)體內(nèi)的所有礦種進(jìn)行系統(tǒng)探索和綜合分析的研究方法,具有投入低、周期短、獲取礦種多、利用率高的優(yōu)點(diǎn),并能有效防止礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害,實(shí)現(xiàn)能源事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。目前該方法已經(jīng)成功運(yùn)用于我國華南、華北、東北及鄂爾多斯盆地等多個地區(qū),并創(chuàng)造性地運(yùn)用層序地層學(xué)等理論知識,拓寬了煤田地質(zhì)研究新思路,已經(jīng)成為了煤炭地質(zhì)勘查研究的主流趨勢。

2 煤炭地質(zhì)綜合勘查的理論基礎(chǔ)

傳統(tǒng)勘查工作主要以地表地質(zhì)的研究為主,一般都以就礦找礦為原則,通過由點(diǎn)到面的方法進(jìn)行勘查,而現(xiàn)代勘查主要按照快速掃面,面中求點(diǎn)的方法進(jìn)行,勘查程序發(fā)生改變,勘查的理論依據(jù)也有了相當(dāng)大的發(fā)展。在含煤地層層序地層學(xué)、成煤作用、煤炭地質(zhì)構(gòu)造、與煤伴生的煤層氣及天然氣水合物等方面的研究進(jìn)展,都為煤炭地質(zhì)的綜合勘查工作奠定了堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。以煤炭地質(zhì)構(gòu)造研究進(jìn)展為例,目前,我國煤田構(gòu)造的區(qū)域背景研究已取得重大進(jìn)展,中國東部動力學(xué)與構(gòu)造控煤作用受到關(guān)注,煤變形—變質(zhì)作用的構(gòu)造控制研究也得以深化,而礦井構(gòu)造預(yù)測與定量評價也成為了煤田構(gòu)造研究新的亮點(diǎn)?！吨袊勖鹤饔孟到y(tǒng)分析》建立了聚煤作用系統(tǒng)和系統(tǒng)分析方法,并對我國的聚煤作用進(jìn)行了系統(tǒng)分析。煤系高分辨層序地層模式、陸相成煤模式、海侵成煤模式、幕式成煤作用等新觀點(diǎn)的提出,深化了對聚煤規(guī)律的認(rèn)識,盆地動力學(xué)分析、煤田滑脫構(gòu)造研究、控煤構(gòu)造樣式的劃分等新成果推動著構(gòu)造控煤作用日趨深入和實(shí)用化?！吨袊鴿崈裘旱刭|(zhì)研究》課題取得潔凈煤技術(shù)地質(zhì)基礎(chǔ)研究新進(jìn)展。對煤中有害微量元素賦存特征及在洗選、燃燒過程中的遷移潛勢進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié),編制了我國第一張潔凈煤資源分布圖。

3 煤炭地質(zhì)綜合勘查的關(guān)鍵技術(shù)分析

隨著理論知識體系的不斷完善和各種現(xiàn)代設(shè)備的應(yīng)用,煤炭地質(zhì)綜合勘查在遙感、快速鉆探、高精度地球物理勘查、環(huán)境監(jiān)測以及信息化等方面的關(guān)鍵技術(shù)也相繼取得了重大突破。

作為煤炭資源調(diào)查評價的重要技術(shù)手段,遙感技術(shù)因其成本低、視域廣、效率高的優(yōu)點(diǎn)及其多時相性、多層次性與多波段性的特征廣泛應(yīng)用于實(shí)際工作中。隨著遙感傳感器種類的增多、遙感圖像分辨率的提高、以及遙感數(shù)據(jù)處理和信息提取技術(shù)的發(fā)展,煤炭資源調(diào)查遙感探測模式和技術(shù)方法體系都日趨成熟。在我國西部地區(qū),煤系煤層出露較好、人類活動干擾較少,因此可直接以尋找煤層煤系為目標(biāo),通過大范圍中小比例尺遙感地質(zhì)調(diào)查,選擇賦煤有利區(qū)段,再開展較大比例尺的遙感地質(zhì)填圖或地表地質(zhì)填圖,結(jié)合常規(guī)地質(zhì)手段,經(jīng)濟(jì)、高效地發(fā)現(xiàn)煤炭資源。而在東部地質(zhì)工作程度較高、植被和新生界覆蓋較多的隱伏和半隱伏地區(qū),遙感技術(shù)應(yīng)用則應(yīng)以查明控煤構(gòu)造、間接找煤為目標(biāo),同時重視與物探、鉆探等多元地學(xué)信息的綜合利用。隨著航天遙感圖像分辨率的顯著提高,其高分辨率圖像在1:50000～1:10000煤田地質(zhì)填圖中的應(yīng)用,顯著提高了地質(zhì)填圖的效率和精度。而隨著鉆探工藝設(shè)備的不斷更新改進(jìn),空氣泡沫鉆進(jìn)、繩索取心鉆進(jìn)以及受控定向鉆進(jìn)等技術(shù)逐漸被運(yùn)用于勘查實(shí)踐,而鉆進(jìn)參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用也使我國煤田鉆探技術(shù)步入了世界先進(jìn)行列。高精度地區(qū)物理勘查技術(shù)以3D地震勘探技術(shù)為核心,主要運(yùn)用于精度要求高的勘查工作中,可探測煤層厚度和結(jié)構(gòu)變化趨勢,圈定采空區(qū)、陷落柱、巖漿巖侵入體和煤層沖刷帶的分布范圍,極大地提升了勘查的能力與效率。此外計算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)報告由數(shù)據(jù)采集、分析直至編制完成的數(shù)字化,提高了系統(tǒng)圖形圖件制作的水平和信息交流的自動化程度,另一方面,信息技術(shù)與遙測、遙感、遙控技術(shù)相結(jié)合,也對開采區(qū)塌滑流、煤火區(qū)探測與突水預(yù)測的監(jiān)測和控制提供了技術(shù)支持。

4 結(jié)語

綜上所述,煤炭地質(zhì)綜合勘查是建立在長期的科學(xué)研究與工程實(shí)踐之上的,既需要地質(zhì)知識體系作為理論基礎(chǔ),又需要現(xiàn)代工程方法作為技術(shù)支持,而先進(jìn)、精密的技術(shù)裝備也是勘查工作中必不可少的一環(huán)。相信隨著遙感、鉆探和信息技術(shù)的不斷進(jìn)步,我國煤炭地質(zhì)綜合勘查體系仍存在著巨大的擴(kuò)展空間,并將進(jìn)一步推動我國煤炭事業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。

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