當(dāng)前煤炭資源勘查中尚需解決的關(guān)鍵問題研究

趙紅亮

（寧夏回族自治區(qū)煤田地質(zhì)局，寧夏 銀川750011）

0 引言

21 世紀(jì)是信息化時(shí)代，信息的共享、多學(xué)科的融合、定量化評價(jià)、智能化決策、三維可視化顯示的研究等將是未來煤炭資源勘查研究發(fā)展的主要方向之一。定量化評價(jià)方法和地理信息系統(tǒng)在煤炭資源勘查領(lǐng)域的應(yīng)用，為煤炭資源勘查向定量化、信息化和智能化方向發(fā)展創(chuàng)造了條件。

1 當(dāng)前煤炭資源勘查的現(xiàn)狀

我國是一個多煤少油的國家，煤炭在我國一次性能源結(jié)構(gòu)中處于絕對主要位置，煤炭工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)地位，將是長期的和穩(wěn)固的，具有不可替代性。

我國東部地區(qū)地質(zhì)研究程度高、煤炭開發(fā)強(qiáng)度大、后備資源短缺。經(jīng)過多年勘查開發(fā)，露天和淺部煤炭資源基本上均已動用，已經(jīng)進(jìn)入深部開采。煤炭資源勘查的重點(diǎn)也轉(zhuǎn)向煤系賦存條件復(fù)雜和已有信息有限的巨厚新生界覆蓋區(qū)、推覆體下、老礦區(qū)深部等區(qū)塊，因此，找煤難度大、勘查精度低、開采地質(zhì)條件復(fù)雜。雖然我國東部地區(qū)煤炭地質(zhì)勘查工作取得了很大的進(jìn)展，但是，在巨厚新生界覆蓋區(qū)、推覆體下、老礦區(qū)深部等區(qū)塊中的地質(zhì)勘查的思路和方法、 技術(shù)手段等方面，還存在不少有待攻關(guān)的難題。 所以，我國東部地區(qū)的煤炭資源接替緊張局面沒有緩解，不能滿足東部煤炭工業(yè)發(fā)展的需要，成為制約我國煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。

我國西部地區(qū)煤炭資源豐富， 總量占全國煤炭資源的80%以上，尤其是西北地區(qū)，中生代煤系地質(zhì)條件相對較簡單，且主要為低灰低硫的優(yōu)質(zhì)煤。 隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的深化實(shí)施，西部煤炭資源將與油氣資源共同構(gòu)成我國21 世紀(jì)能源戰(zhàn)略接替基地。然而，西部地區(qū)煤炭資源工作程度較低，自然地理?xiàng)l件惡劣，西北多為黃土高原、高寒山區(qū)、沙漠戈壁等類型，生態(tài)環(huán)境脆弱；西南山區(qū)地貌復(fù)雜、交通不便。常規(guī)勘查手段的使用受到很大的限制。 如何快速、有效地實(shí)施煤炭勘查工程，是煤炭工業(yè)戰(zhàn)略西移的必須解決的基礎(chǔ)問題。

鑒于當(dāng)前煤炭資源勘查對象的復(fù)雜性及中國煤炭資源勘查面臨的一系列復(fù)雜地質(zhì)難題，所以，我們必須在加強(qiáng)煤炭資源賦煤規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，建立現(xiàn)代煤炭資源勘查理論與技術(shù)方法，以指導(dǎo)煤炭資源勘查工作。

2 今后煤炭資源勘查的發(fā)展趨勢

隨著以數(shù)字化和電子化技術(shù)的迅速發(fā)展，以及煤炭資源勘查研究力量的日益加強(qiáng)，煤炭資源勘查的數(shù)字化、定量化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化是現(xiàn)代煤炭資源勘查的發(fā)展趨勢。 其主要有以下三方面:

2.1 多元數(shù)據(jù)復(fù)合處理技術(shù)

隨著煤炭資源開采范圍及開采強(qiáng)度的增加， 淺部資源日益減少，開采深部逐漸增加和開采地質(zhì)條件復(fù)雜。在復(fù)雜條件下的煤炭資源具有已知信息的有限性、信息的隱蔽性、灰色性和不確定性等特點(diǎn)，造成現(xiàn)代煤炭資源勘查的難度大、精度低。 由于煤炭資源勘查技術(shù)手段的多樣性，勘查數(shù)據(jù)呈現(xiàn)多元、多類、多量、多維、多主題等特征。因此，利用GIS 技術(shù)，采用多元信息的復(fù)合、融合、處理等技術(shù)，加強(qiáng)勘查數(shù)據(jù)的深層次信息提取，如，對內(nèi)部、深部、隱蔽及微弱信息以及新區(qū)信息的提取。

2.2 各種數(shù)學(xué)模型的完善與定量化、智能化、精確化發(fā)展

由于煤炭資源勘查信息具有己知信息的有限性、 信息的隱蔽性、灰色性和不確定性、 及各種信息間的關(guān)系主要是非線性的等特點(diǎn)，對煤炭資源勘查所要解決的關(guān)鍵問題進(jìn)行研究時(shí)，要建立煤炭資源勘查各關(guān)鍵問題的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行煤炭資源勘查的定量化研究，實(shí)現(xiàn)煤炭資源勘查的定量化、系統(tǒng)化、計(jì)算機(jī)化和智能化。

2.3 可視化與三維地質(zhì)模型技術(shù)

在煤炭資源圖件機(jī)助編制技術(shù)和顯示上與三維建模技術(shù)和可視化相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)煤炭資源勘查的三維可視化。 煤炭資源勘查信息具有三維、動態(tài)等特征，可視化技術(shù)在煤炭資源勘查中的應(yīng)用將日益普遍，并將結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)、體視化、仿真、動態(tài)模擬等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)三維可視化的數(shù)字煤炭資源勘查。

3 煤炭資源勘查中需解決的關(guān)鍵科學(xué)問題

3.1 煤層穩(wěn)定性的定量評價(jià)問題

煤層穩(wěn)定性評價(jià)的正確與否，直接關(guān)系到地質(zhì)勘查類型的合理確定和煤炭資源開發(fā)利用價(jià)值的正確評估，同時(shí)，還關(guān)系到礦井建設(shè)中工作面的布置及開采方式的選擇。建國以來的歷屆規(guī)范及現(xiàn)行的《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0215-2002） 都把煤層穩(wěn)定性定性的分為四類型，在實(shí)際工作中，對于確定不同煤層的穩(wěn)定性不易掌握，對勘查類型的劃分帶來一定的主觀隨意性。 所以，對煤層的穩(wěn)定性進(jìn)行定量研究和探討具有重要意義。

3.2 地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度的定量評價(jià)問題

地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度影響井田的劃分，勘查工程的布置，勘查類型的劃分，它不僅決定了煤礦井型設(shè)計(jì)和開拓方式的選擇，同時(shí)，對礦井突水、圍巖變形、煤與瓦斯突出有著重要影響。現(xiàn)行《煤、泥炭地質(zhì)勘杳規(guī)范》（DZ/T0215-2002），依據(jù)構(gòu)造形態(tài)、斷層和褶曲的發(fā)育情況及受巖漿巖的影響程度， 將勘查區(qū)的構(gòu)造復(fù)雜程度定性的劃分為四種類型。 在實(shí)際工作中，對于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度不易掌握。 所以，對地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度進(jìn)行定量研究和探討具有重要意義。

3.3 勘查類型的定量劃分問題

煤炭資源勘查類型問題，是煤田地質(zhì)勘查工作的理論和實(shí)踐的重要問題。 長期以來，煤礦勘查類型都是根據(jù)勘查規(guī)范中規(guī)定的定性條文進(jìn)行確定的。由于沒有定量的劃分標(biāo)準(zhǔn)，因而執(zhí)行起來比較困難，往往因人而異，因地而異。在劃分煤礦勘查類型時(shí)，特別是對一些過渡類型的礦區(qū)或勘查區(qū)，由于人們的經(jīng)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)不同，常常會出現(xiàn)較大的分歧。若勘查類型錯定為高一級，勘查線距布置就過密，勢必增加勘查費(fèi)用，造成大量資金的積壓和浪費(fèi)；若勘查類型錯定為低一級，勘查線距布置過稀，勘查區(qū)的地質(zhì)研究程度不夠，同樣，也會給煤礦生產(chǎn)建設(shè)帶來重大的損失。因此，在煤田地質(zhì)勘查階段，研究和確定影響煤礦勘查類型劃分的定量指標(biāo)和定量標(biāo)準(zhǔn)，建立煤礦勘查類型的定量劃分方案，進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的勘查類型確定，不但具有重要的理論意義，而且具有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。

3.4 煤質(zhì)的綜合評價(jià)問題

煤炭資源勘查是為煤炭資源的開發(fā)和利用服務(wù)的。為了正確選擇煤礦建設(shè)與生產(chǎn)中的各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)， 保護(hù)和合理利用礦產(chǎn)資源，保證有關(guān)工業(yè)企業(yè)投資的經(jīng)濟(jì)效益，在煤炭資源勘查過程中必須對煤炭資源進(jìn)行可行性評價(jià)。煤炭資源勘查的任務(wù)是查明煤炭的數(shù)量特征（煤炭資源/儲量）、煤炭的質(zhì)量特征（煤類、煤質(zhì)）和開采地質(zhì)條件等，所以，在煤炭資源勘查過程中必須對煤炭資源進(jìn)行煤質(zhì)綜合評價(jià)（煤類、煤質(zhì)和工業(yè)用途等）。煤類和煤質(zhì)決定了煤炭資源的合理利用和工業(yè)價(jià)值，煤炭質(zhì)量等級評價(jià)是指評定煤炭質(zhì)量及其在工業(yè)上利用的價(jià)值。 工業(yè)用途評價(jià)確定煤炭所適用的各種工業(yè)用途，優(yōu)質(zhì)煤評價(jià)是以特定用途為依據(jù)，通過定量模型評價(jià)煤的優(yōu)劣級別。

4 結(jié)束語

總之，由于勘查對象的復(fù)雜性、各種精確探測資料的獲取難度的增加和勘查成本的增加，所以，選擇和配合適用的勘查技術(shù)手段、布置合理的勘查程序、綜合處理和深度挖掘多元數(shù)據(jù)，應(yīng)用新的研究方法等方面的研究是我國當(dāng)前煤炭資源勘查開發(fā)亟待解決的問題之一。

［1］曹代勇，陳江峰，杜振川，等.煤炭地質(zhì)勘查與評價(jià)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.

［2］孫升林，曹代勇，張群.煤炭地質(zhì)勘查與資源評價(jià)管理[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.