淺析新時期煤礦地質(zhì)工作

付桂湘

摘要：礦井地質(zhì)是指從礦井基本建設(shè)開始，直到礦井開采結(jié)束為止這一期間的全部地質(zhì)工作，是礦山生產(chǎn)建設(shè)的一項重要技術(shù)基礎(chǔ)工作，礦井的一切采掘工程都必須以可靠的地質(zhì)資料為依據(jù)。為此，必須加強礦井地質(zhì)工作，更好地研究與解決煤礦生產(chǎn)建設(shè)中的各種地質(zhì)問題，以適應礦山生產(chǎn)建設(shè)的需要。必須堅持為生產(chǎn)服務的方向，根據(jù)礦井不同地質(zhì)條件，按照生產(chǎn)建設(shè)各個階段的特點和要求進行。必須堅持現(xiàn)場觀測和綜合分析并重的原則，實踐資料必須準確、完整；預測資料必須有理有據(jù)，并在實踐中不斷檢驗、修正和完善。

關(guān)鍵詞：煤礦；地質(zhì)；地質(zhì)災害

煤礦地質(zhì)工作是煤田地質(zhì)勘探的繼續(xù)，在煤田地質(zhì)勘探階段結(jié)束后，從建井階段至開采結(jié)束的所有地質(zhì)工作，實際屬于探采結(jié)合。在掘進和開采過程中收集地質(zhì)資料，逐步修正已有的勘探資料，指導掘進開采，最大程度地利用資源，同時收集、研究影響采掘的地質(zhì)因素，減少災害發(fā)生。

1 在首采區(qū)適度提高勘探程度

地質(zhì)勘探結(jié)束后，按地質(zhì)勘探和煤礦設(shè)計，都要求首采區(qū)達到一定數(shù)量、比例的高級儲量，還應對構(gòu)造、煤層有一定的控制程度，已有利主井、副井、風井的選址或和井型設(shè)計，準確知道巷道與煤層的空間關(guān)系，減少石門開拓量，達到采掘、運輸、安全最經(jīng)濟、優(yōu)化的設(shè)計。但在現(xiàn)有的經(jīng)濟體制模式背景下很難達到，為此必須找到在現(xiàn)有的經(jīng)濟模式條件下的經(jīng)濟承受能力、效益與風險協(xié)調(diào)的勘探模式和對策。

原有的煤田地質(zhì)勘探規(guī)范是我國數(shù)代地質(zhì)工作者總結(jié)我國古代及世界各國煤田（礦）勘探技術(shù)，特別是前蘇聯(lián)的勘探技術(shù)規(guī)范而成，基本經(jīng)濟分析模型是計劃經(jīng)濟模式。經(jīng)濟模式的轉(zhuǎn)變，煤田地質(zhì)勘探經(jīng)費很有限，最終導致勘探程度不夠，很難達到規(guī)范要求的勘探程度，甚至勘探、設(shè)計礦井同時進行，高級儲量勉強達到規(guī)范要求，但對構(gòu)造及煤層的控制程度往往不夠。根據(jù)這種背景下的勘探地質(zhì)資料進行礦井設(shè)計、開采，風險會增高，對國家會產(chǎn)生經(jīng)濟損失。

為解決這一現(xiàn)實的經(jīng)濟、風險、效益問題，煤田（礦）勘探應在井筒附近和首采區(qū)適當加密勘探工程，勘探工程間距取規(guī)范的下限，二類二型煤田（礦）最終勘探工程間距保持在250-300米為宜，提高勘探程度，高級儲量達到規(guī)定的比例，對首采區(qū)構(gòu)造、煤層控制程度達到準確控制，達到規(guī)范要求的勘探程度，確定合理的井筒位置，準確控制首采區(qū)構(gòu)造，明確井筒與煤層的空間關(guān)系，最大程度的減少風險 ，提高有限勘探經(jīng)費的利用效益。

目前煤田地質(zhì)勘探仍沿用計劃經(jīng)濟時代的模式，勘探地質(zhì)工作和礦井地質(zhì)工作仍有脫節(jié)?？碧诫A段對大的構(gòu)造控制、儲量控制有明確的規(guī)范要求，但小的構(gòu)造和煤層的局部變化限于現(xiàn)有的技術(shù)還無法控制，這些小的構(gòu)造和變化正是影響煤礦開采的主要因素，決定煤礦的開采經(jīng)濟效益甚至成敗，正確認識分析、預測這些小的構(gòu)造也是煤礦地質(zhì)工作的主要內(nèi)容，最終達到準確預測煤層、構(gòu)造的空間賦存關(guān)系，指導掘進開采。因此煤礦地質(zhì)人員應和地面勘探同步介入勘探區(qū)，共同熟悉礦區(qū)的基本構(gòu)造、水文，地層等地質(zhì)狀況，為煤礦地質(zhì)工作階段提供條件。

2 加強煤系地層沉積古地理研究解決煤層對比問題

煤炭是一種沉積成因的可燃有機巖，煤系地層沉積時的古地理環(huán)境、古構(gòu)造運動及其演化控制著煤系地層的厚度，煤層的厚度、結(jié)構(gòu)，后期構(gòu)造演化控制煤層的空間賦存形態(tài)及空間關(guān)系。這些問題都要在勘探和井田開采過程中控制、發(fā)現(xiàn)、揭露、認識。認識程度及準確程度直接影響建井的進程和對開采經(jīng)濟風險的控制。利用沉積旋回分析煤系地層，分析每一個旋回的巖石、煤層組合特征，掌握煤層與各沉積旋回的關(guān)系，確認各煤層在旋回中的空間位置，總結(jié)出煤層的巖石、結(jié)構(gòu)特征，使煤層對比更加可靠。為解決這一問題，建議煤礦地質(zhì)人員在工作中，不僅要熟悉井田的構(gòu)造形態(tài)，區(qū)域、局部構(gòu)造應力狀況，還要加強分析煤系地層當時的沉積古地理環(huán)境，為煤層對比提供有力的證據(jù)。

3 引入新的方法，更加準確研究巷道布置

煤礦地質(zhì)工作以井下巷道素描，觀察地層巖性、構(gòu)造的變化并進行編錄為基礎(chǔ)，準確判斷構(gòu)造性質(zhì)、規(guī)模、巖漿侵入等。逐步掌握礦井的整體構(gòu)造特征和煤層的空間賦存狀態(tài)，對采掘巷道的設(shè)計布置提供準確依據(jù)。巷道掘進過程中遇到構(gòu)造變化，能夠及時正確作出判斷并指導掘進。如果判斷失誤導致掘井方向的偏差必然造成巨大的經(jīng)濟、物力、人力的浪費，甚至造成后期采掘的困難。

大型構(gòu)造的判斷認識，比較流行的大地構(gòu)造理論有板塊構(gòu)造理論等，對于解決區(qū)域構(gòu)造的研究有獨特的指導意義，能很好的解釋區(qū)域構(gòu)造形態(tài)、應力場等問題。對于煤田地質(zhì)工作，能很好的解決煤田聚煤盆地的形成演化過程，后期構(gòu)造運動的區(qū)域性構(gòu)造表現(xiàn)，對于煤礦地質(zhì)工作需要解決具體的小構(gòu)造形態(tài)仍有指導意義。

構(gòu)造應力環(huán)境分析、判斷小的構(gòu)造，使用李四光的地質(zhì)力學理論應該有獨到的優(yōu)點，首先在分析區(qū)域構(gòu)造應力形態(tài)背景，使用地質(zhì)力學理論指導分析礦區(qū)構(gòu)造應力場行跡，準確認識具體構(gòu)造行跡，確認應力特征及構(gòu)造性質(zhì)。

研究礦區(qū)地質(zhì)最終是為指導生產(chǎn)，為巷道設(shè)計提供依據(jù)，解決巷道掘進中遇到的問題?？碧竭^程中控制的往往都是大構(gòu)造、煤層的大體形態(tài)，和實際情況都有一定的誤差，只能在掘進中修改，造成掘進量增大而增加生產(chǎn)成本。本人認為，充分利用煤田勘探地面地質(zhì)圖、鉆探工程等地質(zhì)資料，引入數(shù)學地質(zhì)理論有可能很好的解決這一問題。

4 加強地質(zhì)數(shù)字化建設(shè)，提高準確性

數(shù)學地質(zhì)就是引入概率統(tǒng)計等數(shù)學方法，使用計算機把地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)體數(shù)字化，從定性地質(zhì)描述逐步定量地質(zhì)描述，實現(xiàn)不同程度級別的模擬仿真，研究地質(zhì)現(xiàn)象的時空演化過程，達到更加精確的描述解釋地質(zhì)現(xiàn)象。煤炭是一種外生沉積層狀礦產(chǎn)，構(gòu)造形態(tài)主要表現(xiàn)為面狀和線性，一般條件下有很好的連續(xù)性和穩(wěn)定性，數(shù)學地質(zhì)研究有很好的適應條件，達到勘探、詳查的煤田或礦井資料的詳實程度應該能達到高度的模擬仿真。如煤層底板引入趨勢分析等數(shù)學地質(zhì)方法，使用多項式高次擬合，等趨勢方向有可能為采掘巷道提供準確的依據(jù)。利用剩余量解釋構(gòu)造，解釋大的構(gòu)造形態(tài)，高次擬合趨勢解釋小的構(gòu)造。估計串珠狀的正剩余和串珠狀的負剩余可以代表為線狀構(gòu)造，結(jié)合引力場等解釋斷層性質(zhì)。不連續(xù)的、無規(guī)律的正負剩余有可能代表面狀構(gòu)造如褶曲，正剩余可能代表構(gòu)造背斜，負剩余可能代表向斜構(gòu)造，普采巷道掘進中拐彎，綜采巷道上挑或下臥形成上下山。和三維地震解釋資料、鉆探資料相互印證補充，更加合理精確的解釋煤層、及構(gòu)造在空間的賦存展布狀態(tài)關(guān)系，為煤礦建井選擇主巷道及生產(chǎn)巷道設(shè)計提供更加有力的依據(jù)，達到最優(yōu)化的設(shè)計，減少巷道的設(shè)計失誤。

參考文獻

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