淺談煤田地質(zhì)勘探與環(huán)境資源節(jié)約保護(hù)

張偉中

（黑龍江煤田地質(zhì)物測(cè)隊(duì)，黑龍江 哈爾濱 150001）

1 煤樣的代表性問(wèn)題

在煤田地質(zhì)勘探中如何選取有代表性的煤樣,是正確評(píng)價(jià)勘探區(qū)煤質(zhì)特征及其變化 規(guī)律 的關(guān)鍵。采集鉆芯煤樣時(shí),煤芯采取率越高，煤樣的代表性就越強(qiáng)，一般采取率在80%-92%以上為宜。如果采取率過(guò)低（煉焦煤的采取率低于70%，動(dòng)力煤的采取率低于60%），煤樣代表性就會(huì)變差，其煤質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果與礦井開(kāi)采以后的煤層煤樣的檢測(cè)結(jié)果會(huì)有較大差別。例如煤的真相對(duì)密度、視相對(duì)密度對(duì)樣品采取率較為敏感，當(dāng)樣品采取率較低時(shí)，代表性可能會(huì)很差，將會(huì)直接影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而導(dǎo)致計(jì)算其儲(chǔ)量時(shí)產(chǎn)生較大偏差。另外，在鉆取煤樣過(guò)程中的煤層受到鉆頭的摩擦而發(fā)熱氧化甚至發(fā)生部分燃燒時(shí)，煤樣的代表性就會(huì)更差。例如，焦煤在采樣過(guò)程中如發(fā)生部分燃燒氧化，檢測(cè)后得出的牌號(hào)可能變?yōu)槭菝荷踔霖毭骸４送?，在采取鉆芯煤樣時(shí)混入了泥漿等雜質(zhì)時(shí)，煤樣灰分就會(huì)增高。反之，為了消除泥漿的影響，而把煤樣用水清洗時(shí)，可能把溶于水的鉀、鈉等堿性礦物質(zhì)沖洗掉而使煤樣的灰分偏低，或把煤粉沖走而影響其它煤質(zhì)指標(biāo)的準(zhǔn)確性。所以遇到此種情況時(shí)，盡量不要用水去漂洗，可用刷子輕輕地刷去煤芯表面的泥皮。如果煤芯完全破碎，可設(shè)法刮去明顯的泥漿，即使如此處理，也難免會(huì)損失少量樣品?；烊朊盒久簶又械蔫F砂、鋼屑等必須用強(qiáng)磁鐵吸盡，否則，不僅會(huì)影響灰分產(chǎn)率，而且還會(huì)影響煤灰成分和煤灰熔融性，對(duì)動(dòng)力煤的煤質(zhì)及其利用評(píng)價(jià)產(chǎn)生很大偏差。

2 地質(zhì)報(bào)告中煤質(zhì)分析部分的編寫(xiě)問(wèn)題

2.1 煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)的審定

在對(duì)煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析研究和處理過(guò)程中，首先對(duì)煤樣的代表性和正確性進(jìn)行審定，合理取舍，避免作出人為的不正確結(jié)論。比如發(fā)現(xiàn)灰分結(jié)果偏高，應(yīng)首先了解是否由于混入鉆探泥漿，或者是否由于鉆孔的位置剛好布置在斷層帶或火成巖侵入嚴(yán)重的地段，或者是否由于鉆孔處于煤層變薄或接近邊緣地帶，致使煤的灰分增高。在排除了以上因素之后，就可進(jìn)一步質(zhì)疑是否在送樣、制樣和檢測(cè)過(guò)程把煤樣搞錯(cuò);再檢查送樣單是否有抄錯(cuò)樣號(hào)等情況。即使煤樣已選定，并進(jìn)行了化學(xué)分析，檢測(cè)室還需要復(fù)查該樣的檢測(cè)結(jié)果，以確定煤樣確實(shí)具有代表性。比如，發(fā)現(xiàn)硫分反常，也應(yīng)該從鉆孔的代表性等因素考慮。再如發(fā)現(xiàn)揮發(fā)分和黏結(jié)指數(shù)偏低時(shí)，應(yīng)考慮鉆孔過(guò)程中是否有燒焦煤樣，鉆孔是否位于火成巖侵入嚴(yán)重的地帶或在斷層上，致使煤樣揮發(fā)分降低，黏結(jié)性下降，甚至無(wú)黏結(jié)性。

2.2 各井田（或礦）煤質(zhì)變化規(guī)律

根據(jù)鉆孔分布位置，將一些重要的煤質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目，如灰分、硫分、浮煤揮發(fā)分、黏結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層厚度等指標(biāo)，在分煤層的各鉆孔旁標(biāo)出，然后按走向和傾向分析各指標(biāo)的變化規(guī)律。構(gòu)造復(fù)雜的井田，如受斷層和火成巖等影響而煤質(zhì)變化較大時(shí)，也應(yīng)該找出其影響的規(guī)律并用文字詳細(xì)論述。此外，對(duì)于上、下煤層之間的煤質(zhì)變化（如牌號(hào)的變化和灰分、硫分、發(fā)熱量等指標(biāo)的變化）也應(yīng)同時(shí)進(jìn)行探求其變化規(guī)律。對(duì)不同成煤時(shí)期煤層之間各指標(biāo)的變化規(guī)律，也應(yīng)探求并在文字上加以闡述。對(duì)硫分低、灰分高、可選性差或硫分高、灰分低，可選性稍好的煤，均應(yīng)一一加以論述。對(duì)于厚煤層和薄煤層之間的煤質(zhì)變化特點(diǎn)，也應(yīng)在文字中有所敘述。另外，還應(yīng)對(duì)硫分、灰分和揮發(fā)分等指標(biāo)作出等值線圖，為今后開(kāi)發(fā)利用提供參考。

對(duì)風(fēng)化帶、氧化帶煤層，作為腐植酸的礦產(chǎn)資源，有關(guān)煤質(zhì)指標(biāo)也應(yīng)單獨(dú)匯總計(jì)算，并與單獨(dú)圈定的儲(chǔ)量范圍相一致。

總之，在煤田地質(zhì)勘探中做好煤質(zhì)分析檢測(cè)工作，得出正確的煤質(zhì)檢測(cè)結(jié)果，達(dá)到最優(yōu)化的應(yīng)用，對(duì)煤田地質(zhì)勘探工作極為重要。煤質(zhì)檢測(cè)工作直接關(guān)系到鉆探工程的質(zhì)量和地質(zhì)資料的可靠程度，不僅要求煤質(zhì)檢測(cè)工作人員除必須對(duì)來(lái)樣檢測(cè)數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)，還要幫助勘探人員分析勘探現(xiàn)場(chǎng)結(jié)果，協(xié)助解決好分析采樣、送樣和樣品處理等一系列問(wèn)題。確?？碧焦ぷ鞯捻樌M(jìn)行和完成。

通過(guò)上述討論我們了解了煤田勘探和煤質(zhì)分析，我們不能光開(kāi)采不保護(hù)，環(huán)保是當(dāng)今世界討論的主題也是各個(gè)國(guó)家節(jié)能減排的主題我們?cè)鯓硬拍苓_(dá)到節(jié)能環(huán)保下面我們就節(jié)能環(huán)保展開(kāi)一下討論。

首先，我們應(yīng)當(dāng)采取用多種植被共存來(lái)保護(hù)生態(tài) 平衡，可采取以下種類加以研究。

本地多為較高大的喬、灌木植物和少數(shù)多年生草本植物，具有防風(fēng)固沙，水土保持功能，以及耐干旱、鹽堿、抗風(fēng)沙作用。

（1）防風(fēng)林是在干旱多風(fēng)的地區(qū)，為了降低風(fēng)速、阻擋風(fēng)沙而種植的防護(hù)林。防風(fēng)林的主要作用是降低風(fēng)速、防風(fēng)固沙、改善氣候條件、涵養(yǎng)水源、保持水土，還可以調(diào)節(jié)空氣的濕度、溫度、減少凍害和其他災(zāi)害的危害。

要達(dá)到最好的防風(fēng)效果，應(yīng)由：10行以上的樹(shù)組成，選擇具有抗風(fēng)性能強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)的樹(shù)種種植成行、成網(wǎng)、成帶、成片的防風(fēng)林，能起到抗風(fēng)、護(hù)岸、防風(fēng)固沙、降低風(fēng)速、增加空氣溫度、調(diào)節(jié)水源，改善環(huán)境和維持生態(tài)平衡。

有機(jī)林的建造是水土保持三大措施之一，與工程措施、農(nóng)耕措施組成一個(gè)有機(jī)的水土流失綜合防治體系。水土保持植物措施是在林草植被遭到破壞的水土流失地區(qū)，實(shí)施人工植樹(shù)種草或通過(guò)封禁實(shí)現(xiàn)自然恢復(fù)的措施，以增加地面有效植被覆蓋，實(shí)現(xiàn)涵養(yǎng)水源、保持水土、防風(fēng)固沙、改善生態(tài)的目標(biāo)。植物措施不僅是一種生態(tài)治理措施，更是一種農(nóng)民改善生產(chǎn)生活條件措施，它能很好地解決水土流失治理與水土資源配置及高效利用、農(nóng)民就業(yè)機(jī)會(huì)增加與收入提高及生活質(zhì)量改善、區(qū)域生態(tài)安全與經(jīng)濟(jì)振興及可持續(xù)發(fā)展等一系列問(wèn)題。因此，要加快水土流失治理步伐，必須加強(qiáng)水土保持植物措施建設(shè)。

（2）沙棘。沙棘之所以受到社會(huì)各界廣泛、持久的關(guān)注，是由于其具有巨大的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益以及廣闊的市場(chǎng)前景。

沙棘具有較強(qiáng)的生態(tài)防護(hù)功能，是我國(guó)造林綠化、國(guó)土整治和建立比較完備的林業(yè)生態(tài)體系的主要先鋒樹(shù)種。沙棘有發(fā)達(dá)的根系，抗旱性強(qiáng)，在防風(fēng)固沙和水土保持方面被稱為是吹不倒的“擋風(fēng)墻”，沖不垮的“生物堤壩”。沙棘的生態(tài)防護(hù)功能主要表現(xiàn)在涵養(yǎng)水源、保持水土、護(hù)堤護(hù)壩、防風(fēng)固沙、治理鹽堿地、保護(hù)和改良草牧場(chǎng)、生物圍欄。

沙棘生物量大，燃燒值高，是我國(guó)農(nóng)村優(yōu)質(zhì)薪柴。沙棘每隔4-5年可以平茬一次，平茬物可作為燃料。一公頃4年生的沙棘林，大約可收干柴6000公斤。沙棘枝葉繁茂，耐平茬和畜啃，具有較廣的飼用價(jià)值。沙棘葉含蛋白質(zhì)達(dá)20.6%，脂肪6.56%，高于飼料之王紫花苜蓿。沙棘根系發(fā)達(dá)，固氮能力強(qiáng)，是改良土壤的有效植物。

研制生產(chǎn)沙棘化妝品具有十分廣闊的前景。由于沙棘果汁和油含有極其豐富的生物活性物質(zhì)，國(guó)內(nèi)研制的沙棘美容霜對(duì)皮膚黃褐斑、黑色素沉著、皮膚皺紋、角質(zhì)硬化、脫皮、老年斑等均有療效，且皮膚普遍變得白凈、細(xì)嫩。沙棘通過(guò)綜合利用，不但可以產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益，而且有益于人類健康。

（3）開(kāi)發(fā)潛力。按照1994年10月在巴黎簽署的聯(lián)合國(guó)防治荒漠化公約中的定義，“荒漠化系指包括氣候變異和人類活動(dòng)在內(nèi)的種種因素造成的干旱、半干旱和亞濕潤(rùn)干旱地區(qū)的土地退化”。

荒漠化被稱為“地球的癌癥”，是20世紀(jì)下半葉以來(lái)現(xiàn)代人類社會(huì)面臨的四大生態(tài)環(huán)境問(wèn)題之一，其他三個(gè)是全球氣候變化、生物多樣性保育與環(huán)境污染。

按照1994年10月在巴黎簽署的聯(lián)合國(guó)防治荒漠化公約中的定義，“荒漠化系指包括氣候變異和人類活動(dòng)在內(nèi)的種種因素造成的干旱、半干旱和亞濕潤(rùn)干旱地區(qū)的土地退化”。

我國(guó)政府已將水土保持生態(tài)建設(shè)確立為21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工程，水土保持生態(tài)建設(shè)的資金投入已經(jīng)大幅度穩(wěn)定增加，水土保持規(guī)模、速度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)以往任何時(shí)期。為適應(yīng)這種需求，2005年，由水利部、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院聯(lián)合組織的由20余位院士、幾百名專家參加“中國(guó)水土流失與生態(tài)安全綜合科學(xué)考察”；2007年5月，國(guó)家將“中國(guó)主要水蝕區(qū)土壤侵蝕過(guò)程與調(diào)控機(jī)制研究”列入國(guó)家重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃。這表明我國(guó)水土保持科技事業(yè)遇到了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，將對(duì)水土保持科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生歷史性巨大的促進(jìn)作用。

3 項(xiàng)目擬解決的三個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題

（1）主要水蝕區(qū)土壤侵蝕的發(fā)生發(fā)展過(guò)程與驅(qū)動(dòng)機(jī)制。復(fù)雜的自然條件、巨大的人口壓力和悠久的農(nóng)業(yè)開(kāi)墾歷史，使我國(guó)成為世界上土壤侵蝕類型最多、分布面積最廣、侵蝕程度最嚴(yán)重的國(guó)家。所以，研究中國(guó)土壤侵蝕的發(fā)生發(fā)展過(guò)程與驅(qū)動(dòng)機(jī)制就是解決世界土壤侵蝕科學(xué)的難題。

（2）復(fù)雜環(huán)境下土壤侵蝕模型構(gòu)建的理論與方法。由于我國(guó)土壤侵蝕環(huán)境因子復(fù)雜，國(guó)際上流行的，如美國(guó)、歐洲的侵蝕模型在我國(guó)難以應(yīng)用，考慮到區(qū)域差異和尺度的影響，急需研究建立適合我國(guó)自然環(huán)境的土壤侵蝕模型理論與方法。

（3）水土流失與水土保持環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)理論與調(diào)控機(jī)理。嚴(yán)重的水土流失引起了嚴(yán)重的生態(tài)問(wèn)題和社會(huì)問(wèn)題，長(zhǎng)期的水土保持活動(dòng)也產(chǎn)生了明顯的效益，建立科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系為指導(dǎo)全國(guó)水土保持提供科學(xué)依據(jù)，已經(jīng)成為水土保持科學(xué)研究的重要依據(jù)。

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，我國(guó)各個(gè)地方出現(xiàn)了不同程度的水土流失和沙塵暴天氣水土保護(hù)。

水土流失是指在水流作用下，土壤被侵蝕、搬運(yùn)和沉淀的整個(gè)過(guò)程。在自然狀態(tài)下，純粹由自然因素引起的地表侵蝕過(guò)程非常緩慢，常與土壤形成過(guò)程處于相對(duì)平衡狀態(tài)。因此坡地還能保持完整。這種侵蝕稱為自然侵蝕，也稱為地質(zhì)侵蝕。在人類活動(dòng)影響下，特別是人類嚴(yán)重地破壞了坡地植被后，由自然因素引起的地表土壤破壞和土地物質(zhì)的移動(dòng)，流失過(guò)程加速，即發(fā)生水土流失。

水土流失是我國(guó)土地資源遭到破壞的最常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，其中以黃土高原地區(qū)最為嚴(yán)重。我國(guó)目前水土流失總的情況是：點(diǎn)上有治理，面上有擴(kuò)大，治理趕不上破壞。全國(guó)水土流失面積解放初期為17.4億畝，到1980年約治理6億畝。由于治理趕不上破壞，水土流失面積卻擴(kuò)大到22.5億畝，約占國(guó)土總面積的1/6，涉及近千個(gè)縣。全國(guó)山地丘陵區(qū)有坡耕地約4億畝，其中修梯田約1億畝，而另外3億畝坡地正遭受水土流失的危害。

沙塵暴是沙暴和塵暴兩者兼有的總稱，是指強(qiáng)風(fēng)把地面大量沙塵物質(zhì)吹起卷入空中，使空氣特別混濁，水平能見(jiàn)度小于1km的嚴(yán)重風(fēng)沙天氣現(xiàn)象。其中沙暴系指大風(fēng)把大量沙粒吹入近地層所形成的挾沙風(fēng)暴；塵暴則是大風(fēng)把大量塵埃及其它細(xì)粒物質(zhì)卷入高空所形成的風(fēng)暴。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，60年代特大沙塵暴在我國(guó)發(fā)生過(guò)8次，70年代發(fā)生過(guò)13次，80年代發(fā)生過(guò)14次，而90年代至今已發(fā)生過(guò)20多次，并且波及的范圍愈來(lái)愈廣，造成的損失愈來(lái)愈重。現(xiàn)將90年代以來(lái)我國(guó)出現(xiàn)的幾次主要大風(fēng)和沙塵暴天氣的有關(guān)情況介紹1993年：4月至5月上旬，北方多次出現(xiàn)大風(fēng)天氣。4月19日至5月8日，甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古相繼遭大風(fēng)和沙塵暴襲擊。其中5月5日至6日，一場(chǎng)特大沙塵暴襲擊了新疆東部、甘肅河西、寧夏大部、內(nèi)蒙古西部地區(qū)，造成嚴(yán)重?fù)p失。1994年：4月6日開(kāi)始，從蒙古國(guó)和我國(guó)內(nèi)蒙古西部刮起大風(fēng)，北部沙漠戈壁的沙塵隨風(fēng)而起，飄浮到河西走廊上空，漫天黃土持續(xù)數(shù)日。1995年：11月7日，山東40多個(gè)縣（市）遭受暴風(fēng)襲擊，35人死亡，121人失蹤，320人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失10億多元。1996年：5月29日至30日，自1965年以來(lái)最嚴(yán)重的強(qiáng)沙塵暴襲掠河西走廊西部，黑風(fēng)驟起，天地閉合，沙塵彌漫，樹(shù)木轟然倒下，人們呼吸困難，遭受破壞最嚴(yán)重的酒泉地區(qū)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)兩億多元。1998年：4月5日，內(nèi)蒙古的中西部、寧夏的西南部、甘肅的河西走廊一帶遭受了強(qiáng)沙塵暴的襲擊，影響范圍很廣，波及北京、濟(jì)南、南京、杭州等地。4月19日，新疆北部和東部吐鄯托盆地遭瞬間風(fēng)力達(dá)12級(jí)的大風(fēng)襲擊，部分地區(qū)同時(shí)伴有沙塵。這次特大風(fēng)災(zāi)造成大量財(cái)產(chǎn)損失，有6人死亡、44人失蹤、256人受傷。5月19日凌晨，新疆北部地區(qū)突遭狂風(fēng)襲擊，阿拉山口、塔城等風(fēng)口地區(qū)風(fēng)力達(dá)9至10級(jí)，瞬間風(fēng)速達(dá)每秒32米，其他地區(qū)風(fēng)力普遍達(dá)到6至7級(jí)?？耧L(fēng)刮倒大樹(shù)，部分地段電力線路被刮斷。1999年：4月3日至4日，呼和浩特地區(qū)接連兩天發(fā)生持續(xù)大風(fēng)及沙塵暴天氣。這次沙塵暴的范圍從內(nèi)蒙古自治區(qū)的西部地區(qū)一直到東部的通遼市南部，瞬時(shí)風(fēng)速為每秒16米。伊克昭盟達(dá)拉特旗風(fēng)力最高達(dá)到10級(jí)。2000年：3月22日至23日，內(nèi)蒙古自治區(qū)出現(xiàn)大面積沙塵暴天氣，部分沙塵被大風(fēng)攜至北京上空，加重了揚(yáng)沙的程度。3月27日，沙塵暴又一次襲擊北京城，局部地區(qū)瞬時(shí)風(fēng)力達(dá)到8至9級(jí)。正在安翔里小區(qū)一座兩層樓樓頂施工的7名工人被大風(fēng)刮下，兩人當(dāng)場(chǎng)死亡。一些廣告牌被大風(fēng)刮倒，砸傷行人，砸壞車輛。2002年：3月18日到21日，20世紀(jì)90年代以來(lái)范圍最大、強(qiáng)度最強(qiáng)、影響最嚴(yán)重、持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的沙塵天氣過(guò)程襲擊了我國(guó)北方140多萬(wàn)平方公里的大地，影響人口達(dá)1.3億。

由以上可以看到水土保護(hù)、防風(fēng)固沙植物對(duì)我們環(huán)境保護(hù)的重要性，我們必須加強(qiáng)這些植物的種植和栽培，這樣不僅可以加強(qiáng)對(duì)水土流失和沙塵暴天氣的防治，還可以進(jìn)化空氣，使我們的環(huán)境變得更漂亮。我們必須努力多發(fā)現(xiàn)一些新的物種來(lái)保持水土，防風(fēng)固沙。這樣我們的環(huán)境就不會(huì)繼續(xù)惡化，在開(kāi)采的同時(shí)也保護(hù)環(huán)境同時(shí)也推進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

[1]牛彥杰.試論煤田地質(zhì)勘探前沿的發(fā)展趨勢(shì)[J].西部探礦工程，2013.