煤田地質(zhì)勘探前沿的發(fā)展趨勢分析

黃紅兵

（安徽省煤田地質(zhì)局第一勘探隊 安徽 淮南 232052）

從整個世界的能源格局來看，煤炭的在整個能源體系中的都十分重要。進入新時代以來，從各新興能源的飛速發(fā)展中，依然可以看見煤炭的身影，可見煤炭資源依舊是我國能源的基礎(chǔ)。隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源成為了制約我國經(jīng)濟發(fā)展的主要問題，作為我國重要能源的煤炭資源，對促進我國國民經(jīng)濟穩(wěn)定、快速的發(fā)展作用是十分重要的。因此，為了保證我國煤炭的供應(yīng)，就需要加強對我國煤炭資源的勘探和開發(fā)（先進的地質(zhì)勘探技術(shù)在這個時候就起到了支撐作用），這也是保證我國國民經(jīng)濟的穩(wěn)定、快速發(fā)展的基礎(chǔ)。本文就如何促進我國章煤田地質(zhì)勘探事業(yè)的發(fā)展，探討了煤田地質(zhì)勘探的前沿問題。

1 我國煤田地質(zhì)勘探前沿問題

我國作為煤炭資源大國，我國煤田地質(zhì)勘探的前沿問題從技術(shù)角度來看，主要從以下幾個方面談起：

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)蘊藏著很多煤炭資源，這里的煤礦雖然很多，但地質(zhì)條件復(fù)雜，有很多煤礦埋藏的很深，這給開采帶來很多安全隱患，突水事故就是其中危害最多，也是最容易發(fā)生的。由于這些煤田挖掘的很深，地質(zhì)也很復(fù)雜，再加上缺乏對突水的治理的相關(guān)經(jīng)驗，給開采人員的安全保障帶來了很大的威脅。這就需要我國對突水事故的預(yù)預(yù)警以及相應(yīng)的應(yīng)對措施進行研究探討，這也預(yù)示著深部巖溶水形成的研究是現(xiàn)在我國煤礦水害治理技術(shù)發(fā)展的方向[1]。

1.2 從開展動態(tài)地質(zhì)研究方面來看

在煤礦井下開采中瓦斯、透水事故的發(fā)生很多都是地質(zhì)問題帶來的的，這和巖體的應(yīng)力場有著密不可分的關(guān)系。開采煤炭的過程中，因為深度的挖掘，使原有的地質(zhì)平衡被破壞，地質(zhì)條件也隨之改變，在重新建立平衡的過程中，就會出現(xiàn)地質(zhì)條件的變化，而空曠的礦井很可能出現(xiàn)瓦斯、透水等事故。為防止這些災(zāi)害的發(fā)生，我們就應(yīng)該探索導(dǎo)致這些災(zāi)害發(fā)生的地質(zhì)方面的原因如何進行防止和預(yù)警，及時的掌握地質(zhì)方向的變化，實現(xiàn)對礦井災(zāi)害的預(yù)警，可以有效避免或者減少這些災(zāi)害的發(fā)生，從而避免或者減少這些災(zāi)害給國家以及人們帶來的危害。

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

煤礦的開采過程中，伴隨著礦井深度的增加，對周邊環(huán)境的破壞也就隨之增加。地面大面積的下陷，就是因為煤礦開采過程中地下被挖空導(dǎo)致的。挖空后的地表如果面臨暴雨，就有可能引發(fā)泥石流，破壞原有的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，地表植物也難逃厄運，更甚者可能引發(fā)地震，這些都對煤炭資源的可持續(xù)利用有著不可磨滅的負(fù)面影響。這就需要相關(guān)的制度和體制來督促煤礦在煤田開發(fā)的過程中，既要保障煤礦的開采，還要保障環(huán)境不被破壞，使煤炭資源的開采得到持續(xù)的發(fā)展。

1.4 從提高勘探精度來看

現(xiàn)代化的煤炭生產(chǎn)基本都是連續(xù)作業(yè)的，這也是現(xiàn)代化開采的一大亮點，即保證了煤炭的產(chǎn)量，也促進了煤炭開采技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備的發(fā)展，只需要煤炭在進行開發(fā)之前，詳細(xì)的掌握整個煤層（如煤層的厚度、結(jié)構(gòu)等）的整體情況就可以了。但是當(dāng)前我國的煤炭勘探出現(xiàn)了一個誤區(qū)，在煤炭勘探時，重點勘探了儲量，而忽視了對煤層的整體情況的勘探。這也就要求我國必須建立建全現(xiàn)代化的煤炭勘探制度，對全國煤炭儲量的信息進行整合，形成一個系統(tǒng)，同時還要補全每個煤層的詳細(xì)信息，為以后開采過程中機械自動化采煤的進駐提供詳盡的信息支持[2]。

1.5 從攻克煤層氣開發(fā)難關(guān)來看

煤層之間還蘊含著一種十分優(yōu)良的能源，那就是煤層氣，已經(jīng)有很多國家開始研究對煤層氣的開采技術(shù)。由于煤層氣的開采過程中生產(chǎn)效率低下，且密度較低，很難規(guī)?；拈_采。這就需要加大投入力度對煤層氣的滲透率進行詳細(xì)的研究，從而使對煤層氣的開采能夠規(guī)?；?、效率化，這項開采技術(shù)可以使煤層氣成為可實用的能源，緩解我國的能源危機，這也是現(xiàn)階段對煤層氣研究的重點。

2 煤田地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展趨勢

從長遠(yuǎn)方向來看，鉆探仍將是近年來獲取“第一性”地質(zhì)資料的主要技術(shù)。各種探測儀器逐步向高性能、高精度、高靈敏、計控化方向發(fā)展。特別是計控化，能夠有效的分析、處理數(shù)據(jù)，還能使其呈三維圖形顯現(xiàn)；物探方法的發(fā)展逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄥?shù)測量、多方法、多維組合；地質(zhì)勘探的各個作業(yè)單元、各個專業(yè)和整個勘探系統(tǒng)的管理逐漸被信息和計算機技術(shù)所替代。接下來，本文將介紹近年煤田地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展趨勢。

2.1 發(fā)展水平鉆進技術(shù)

自上世紀(jì)八十年代以來，先進的水平鉆進技術(shù)被越來越多的采煤所重視。水平鉆采用的方法是沿煤層鉆進，并通過隨鉆測斜技術(shù)協(xié)調(diào)，受控定向鉆是水平鉆進技術(shù)的由來。從這幾年來看，這種鉆進技術(shù)逐步得到推廣，這種鉆進技術(shù)即可以在地下沿煤層鉆進，還能在通過地面采用水平線軌跡或弧形鉆進煤層。八十年代后期煤炭部門才從石油部門引進了地面水平鉆進這項技術(shù)[3]。

2.2 加強綜合勘探據(jù)

有資料表明，三維地震勘探這項技術(shù)雖然在英煤礦區(qū)中使用，但鉆孔研究依舊被英煤礦公司所重視。近年來，一種巖層顯微掃描儀被他們所掌握，可以通過人機聯(lián)作這種方式解釋幾十厘米落差的裂隙、斷層、沉積和構(gòu)造特征，甚至于其應(yīng)力方向。有專用軟件的輔助，巖石強度、巖石類型、孔隙度或滲透率、孔徑、傾角、烴和分析水等用都可以被組合測井所確定下來。據(jù)說，有了這套方法，“可提供一份詳細(xì)、實用的構(gòu)造及應(yīng)力場圖”，“從而使礦山設(shè)計切實可行”，最佳施工方向和合理地選定開采方法將不再是難題。這說明了選用合適多樣化的手段來進行綜合勘探，是深部煤礦勘探的發(fā)展的必經(jīng)之路。

2.3 研究動態(tài)地質(zhì)勘探技術(shù)

綜上所述，采掘活動的動態(tài)特性造成地質(zhì)動力應(yīng)力出現(xiàn)偏移，從而危害到礦井的安全。因此，分析原始地質(zhì)條件的靜止數(shù)據(jù)的同時，還應(yīng)該物性隨時間變化的動態(tài)特征或巖煤層應(yīng)力，這樣才能預(yù)測動力地質(zhì)現(xiàn)象的形成及其強度。采掘期間持續(xù)的勘探采區(qū)的物性或應(yīng)力隨時間的變化，是高效高產(chǎn)采煤的必要條件。

2.4 開發(fā)井下勘探技術(shù)

沿煤層鉆進技術(shù)和礦井物探是煤礦開采前必須要用到的技術(shù)，以便及時了解井下開展工作面勘探或采區(qū)勘探的信息，以彌補地面勘探方法所造成的誤差。因為上下圍巖密度比煤層大，所以低速槽是煤層的主要特征，利用槽波地震勘探技術(shù)對井下煤層構(gòu)造進行探測的使用是從三十年前開始的。由于探地雷達技術(shù)發(fā)展十分迅猛，在南非一些地段的成就尤為顯著，已經(jīng)成功開發(fā)出一種能準(zhǔn)確確定巷道周圍裂隙帶、定量研究巖體以及斷裂帶深度特征的Rock雷達系統(tǒng)。由此可以看出，煤礦井下物探這項技術(shù)將作為煤田地質(zhì)勘探前沿得到重大發(fā)展。

2.5 加快發(fā)展信息技術(shù)計算機和信息技術(shù)

煤田地質(zhì)勘探的各相關(guān)專業(yè)的推廣應(yīng)用現(xiàn)如今已得到飛速的發(fā)展。一些新技術(shù)的引入及延伸，可以使我們在現(xiàn)場通過人機對話的方式顯示、解釋、分析并進行預(yù)處理，還可以通過各工作站、人工智能、分布式處理來控制質(zhì)量和進行各項操作，并對相關(guān)參數(shù)進行選擇[4]。

2.6 努力開展煤炭資源綜合利用研究

研究重大地質(zhì)科技攻關(guān)難題和重礦地帶地質(zhì)問題，探討如何有效加強煤炭資源的供給研究，評價出煤炭資源的潛力，應(yīng)該加強在新技術(shù)和新理論方面的研究，煤化工、煤層氣等方面應(yīng)做好進一步開發(fā)和利用的準(zhǔn)備。通過對各種科技的利用，使礦山地測信息的三維動態(tài)得到有效的監(jiān)測，形成一種全新的系統(tǒng)科技，對缺煤區(qū)和隱伏區(qū)的找礦研究也要得到加強，為煤田地質(zhì)勘查提供缺煤區(qū)深度找礦和隱伏區(qū)找煤技術(shù)。

3 煤田地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展幾點建議

3.1 加大國家支持力度

為維持煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，我國應(yīng)該根據(jù)煤炭資源的開發(fā)和勘探現(xiàn)狀以及分布特點，通過國家相關(guān)的優(yōu)惠政策和條件，增加融資渠道，增進勘探力度，探明煤炭總量，使煤炭工業(yè)得到長遠(yuǎn)的發(fā)展。

3.2 要依靠科技進步，促進煤田地質(zhì)可持續(xù)發(fā)展

加強研究煤炭及相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)方法和地質(zhì)理論，探明煤田地質(zhì)基本情況，為煤田地質(zhì)勘查、煤炭資源調(diào)查以及相關(guān)的水資源、煤層氣評價提供了著實有效的專業(yè)化理論知識和相對應(yīng)的技術(shù)支撐。

3.3 加強煤田地質(zhì)勘查設(shè)備更新改造和人才隊伍的建設(shè)

通過促進國際國內(nèi)技術(shù)的交流與合作，使高新科技技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)地質(zhì)勘查，煤田地質(zhì)的勘探開采由傳統(tǒng)向科技方向發(fā)展。

3.4 加強煤炭資源的勘查開發(fā)規(guī)劃

已經(jīng)探明的煤礦應(yīng)在不破壞環(huán)境的前提下進行合理的開發(fā)和利用。對我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展有深遠(yuǎn)影響的礦區(qū)基地要做出合理規(guī)劃。加強對小型煤礦的整改，使其成為有規(guī)模、有效率、可持續(xù)發(fā)展的新型煤。同時，對缺煤地區(qū)的煤炭資源還要加強勘探開發(fā)，通過對煤的推廣，使農(nóng)牧民開始使用煤，減少對植被的依賴，從而保護環(huán)境。

3.5 加強礦業(yè)權(quán)市場建設(shè)

通過多渠道的融資，進行煤炭資源的開發(fā)，及時糾正和整治那些占著煤礦而不開發(fā)或擁有大型煤礦卻去開發(fā)小煤礦的現(xiàn)象。

3.6 加強煤層氣勘探開發(fā)

新型能源煤層氣作為一種清潔能源，理應(yīng)加強研究并合理的開發(fā)利用，這可以有效降低礦難事故的發(fā)生，降低礦井中瓦斯所帶來的污染和危害，有效的緩解了溫室氣體的產(chǎn)生，是潔凈能源的總量得到了質(zhì)的增加。

4 結(jié)語

自上世紀(jì)八十年代以來，除少數(shù)的發(fā)展中國家以外，煤田地質(zhì)勘探工作量在各主要產(chǎn)煤國逐漸減少，這些主要產(chǎn)煤國明顯增多了對工作面勘探、開發(fā)勘探的工作量和工作內(nèi)容，很大程度的提高了勘探精度。現(xiàn)在，我國煤炭現(xiàn)代化生產(chǎn)中煤田地質(zhì)勘探技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能和世界先進技術(shù)相比。因此，必須跟緊時代的腳步，把握好時機，讓我國煤田地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展日新月異，這樣才能滿足內(nèi)需，高產(chǎn)高效。

［1］孫振濤.淺論煤炭地質(zhì)勘探前沿的趨勢[J].中國煤炭地質(zhì)，2008(2).

［2］肖明輝.煤炭地質(zhì)勘探前沿的發(fā)展趨勢研究[J].中國城市經(jīng)濟，2010(12).

［3］包艷琴.煤炭地質(zhì)勘探前沿研究[J].經(jīng)營管理者，2010(6).

［4］范飛.論煤炭地質(zhì)勘探前沿發(fā)展趨勢和對策[J].山西煤炭，2011(1).

［5］秦永繼.煤炭地質(zhì)勘探前沿研究[J].城市建設(shè)，2011(5).