煤礦地質(zhì)勘探技術(shù)及地質(zhì)環(huán)境綜合治理研究

張錢生

[摘要]煤炭能源是我國能源最重要的組成部分之一，對于國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保障人民正常生產(chǎn)生活都有重要作用。但是在煤炭的開采過程中，由于開采技術(shù)落后、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱和人們環(huán)保意識淡薄等綜合因素存在，導(dǎo)致了煤礦開采過程中很多的地質(zhì)問題。筆者于煤礦開采行業(yè)多年，以下僅以筆者工作經(jīng)驗(yàn)對當(dāng)前的煤礦開采技術(shù)和地質(zhì)環(huán)境綜合治理措施進(jìn)行研究分析，希望給大家一些有益的參考。

[關(guān)鍵詞]煤礦 地質(zhì) 勘探 開采 環(huán)境 治理

[中圖分類號] P624 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-215-1

0前言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展人們對煤炭能源的愈發(fā)依賴，但是煤礦開采對環(huán)境的破壞作用卻不容小覷，那么要如何協(xié)調(diào)煤礦開采和環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系，最大限度減少因?yàn)槊旱V開采帶來的生態(tài)破壞和環(huán)境污染呢。這一問題值得我們深思，目前，專業(yè)人士普遍認(rèn)為在還沒有找到可以代替煤炭的清潔能源之前，煤礦開采帶來的地質(zhì)和環(huán)境問題必須依靠提升煤礦勘探、開采技術(shù)和加強(qiáng)煤炭開采的法律法規(guī)建設(shè)來完成。

1常用的煤礦地質(zhì)勘探技術(shù)分析

隨著我國煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，煤礦地質(zhì)勘探技術(shù)水平得到了很大的提升，先進(jìn)的煤礦勘探技術(shù)也層出不窮。基于煤礦地質(zhì)的復(fù)雜性，只是單一的采用一種方法進(jìn)行地質(zhì)勘探很難準(zhǔn)確把握煤礦位置和煤層瓦斯情況，因此，當(dāng)前我們可以通過多種勘探技術(shù)想結(jié)合的辦法提高煤礦開采的效率和安全性。當(dāng)然技術(shù)的提升離不開勘探設(shè)備的升級換代，我們也必須加強(qiáng)先進(jìn)地質(zhì)勘探設(shè)備的引進(jìn)工作，從而最終確保地質(zhì)勘探結(jié)果的準(zhǔn)確性。以下筆者將介紹幾種目前比較常用的煤礦地質(zhì)勘探技術(shù)。

1.1地震勘探技術(shù)

地震勘探技術(shù)是主要是利用地下介質(zhì)不同的密度和彈性差異，通過人工激發(fā)地震波觀測對大地的影響，并且通過檢波器接收和觀測地震波向下傳播時(shí)遇到密度和彈性不同的介質(zhì)發(fā)生的反射和折射情況來推斷地下巖層的性質(zhì)和形態(tài)的這樣一種地球物理勘探技術(shù)。

對于煤層較淺區(qū)域我們可以采用地面地震勘探技術(shù)，對于深埋超過地下八百米的深礦我們可以采用深層礦井地震勘探技術(shù)。由于深礦地質(zhì)條件復(fù)雜、操作空間有限、不明因素眾多，所以深層礦井地震勘探技術(shù)也主要包括具體四種不同的方法。首先是槽波勘探法，即通過激發(fā)導(dǎo)波在煤層中的傳播，通過觀測導(dǎo)波的傳播特點(diǎn)來推測煤層的間斷性，這種方法的主要優(yōu)勢是探測距離較大，精準(zhǔn)度也比較高；其次是瑞利波勘探法，這種方法主要是通過激發(fā)界面附近進(jìn)行傳播的瑞利波（即面波），然后收集該瑞麗波，并分析其相對的速度和波長曲線，最后分析出相應(yīng)煤巖層的地質(zhì)狀況。再者是震波超前探測技術(shù) ，即通過發(fā)射地震法，在礦井有限的空間內(nèi)多點(diǎn)多位置布置震波激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)，采集盡可能多的反饋數(shù)據(jù)以供處理和分析的一種方法。最后是井巷二維地震探測技術(shù)，這是目前最常用的一種深礦地震勘探技術(shù)，即為了避免不同波種和不同性質(zhì)的地震波在接受時(shí)在不同分量上有不同程度的突顯，在布置激發(fā)點(diǎn)和檢測點(diǎn)時(shí)，根據(jù)煤巖層分布和地震波的傳播規(guī)律沿測線進(jìn)行排列，便于數(shù)據(jù)采集。

1.2地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)

這種技術(shù)主要是利用地下各類介質(zhì)不同的電阻率、介電常數(shù)等參數(shù)差異，通過發(fā)射高頻電磁脈沖波來探測煤巖層地質(zhì)的一種物理方法。該方法的主要優(yōu)勢是利用雷達(dá)技術(shù)可以很清晰精準(zhǔn)的顯示出在一定范圍內(nèi)巖石、瓦斯、水體的分布情況，進(jìn)而為煤礦的開采提供重要的地質(zhì)信息。

1.3礦井瞬變電磁技術(shù)

這種技術(shù)也被稱為礦井瞬變電磁法，是一種非接觸類的探測技術(shù)。這種方法在工作時(shí)，發(fā)射和接受回線邊長依據(jù)采掘空間斷面的大小選擇，能夠加大發(fā)射功率和接收回線匝數(shù)增加二次信號的強(qiáng)度，進(jìn)而可以增大瞬變電磁法的順層。

1.4無線電波透視技術(shù)

這種技術(shù)主要是通過向地下介質(zhì)發(fā)射高頻無線電波，然后觀測其高頻無線電波在傳播中的衰減狀況來判斷地質(zhì)異常體的位置和形態(tài)的一種技術(shù)。但是由于這種技術(shù)是從國外引入，目前使用范圍還不是很廣泛，技術(shù)也不是很成熟，所以有待進(jìn)一步研究和推廣。

1.5高密度電阻率法

這種技術(shù)主要是以巖石介質(zhì)的導(dǎo)電性為基礎(chǔ)，通過在人工建立的穩(wěn)定電流場內(nèi)觀測、分析電流的分布狀況，以達(dá)到勘探和找礦目的的一種物理方法。該方法的主要優(yōu)勢是測點(diǎn)密度大、多極距和多裝置形式，并且可以通過求取不同比值參數(shù)從而突出異常信息的特點(diǎn)，這對于排除煤層瓦斯分布位置具有重要作用。

2當(dāng)前煤礦開采引起的主要地質(zhì)問題

當(dāng)前我國因煤礦不合理開采引起的地質(zhì)問題非常突然，其中主要包括地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染和資源破壞等三大類。地質(zhì)災(zāi)害主要是由于在煤礦的開采過程中沒有做好地質(zhì)勘探調(diào)研工作而盲目開采導(dǎo)致一系列的地質(zhì)災(zāi)害，諸如山體滑坡、泥石流、礦井突水、瓦斯氣體泄露及爆炸等，這些地質(zhì)問題對礦區(qū)百姓和采礦工人的生命安全都有巨大威脅。環(huán)境污染主要表現(xiàn)在由于煤礦開采活動而引起的煤層、煤矸石等地質(zhì)體中有害物質(zhì)泄露而引起的水環(huán)境、大氣環(huán)境和土壤環(huán)境等污染問題。資源破壞主要表現(xiàn)在由于在煤礦開采過程中破壞地表和地下水資源以及動植物棲息地資源等方面。

3強(qiáng)化煤礦地質(zhì)環(huán)境綜合治理的措施分析

強(qiáng)化煤礦地質(zhì)環(huán)境綜合治理不是只是紙上談兵，需要落實(shí)到每一個(gè)細(xì)節(jié)當(dāng)中，各礦產(chǎn)開采企業(yè)和各級監(jiān)管部門必須端正態(tài)度，提高對地質(zhì)環(huán)境綜合治理的重視程度，強(qiáng)化以預(yù)防為主，防治結(jié)合的治理意識，建立起一系列的地質(zhì)環(huán)境綜合治理方案，并且為地質(zhì)環(huán)境治理提供技術(shù)層面、資金層面、方法層面和法律層面的錯(cuò)層保障。有句諺語說的好羅馬不是一天建成的，地質(zhì)環(huán)境的綜合治理也不是朝令夕改的事情，待需我們共同努力長期堅(jiān)持。

3.1提高煤礦勘探和地質(zhì)調(diào)研的技術(shù)水平，以技術(shù)提升地質(zhì)治理水平

我們的地質(zhì)勘探工作除了要對煤礦具體位置進(jìn)行勘探以外，還需要對礦區(qū)地質(zhì)條件進(jìn)行勘探，并且針對礦區(qū)可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害包括泥石流、地表塌陷、山體滑坡等進(jìn)行具體分析。另外還需要注意勘探礦區(qū)的水文狀況，理順礦區(qū)水文分布規(guī)律，研究礦山開采過程中有毒有害物質(zhì)的擴(kuò)散規(guī)律，為控制礦區(qū)水污染及治理工作提供精準(zhǔn)依據(jù)。最后需要對煤礦開采區(qū)域的瓦斯地質(zhì)進(jìn)行勘探和調(diào)研，注意瓦斯來源、分布規(guī)律和擴(kuò)散條件等，這同樣是為礦區(qū)的綜合治理提供精準(zhǔn)依據(jù)。

總之，我們需要要注意總結(jié)各種可能引起這些地質(zhì)災(zāi)害的原因、容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)構(gòu)造地區(qū)分布規(guī)律、地質(zhì)災(zāi)害覆蓋程度和影響范圍等，通過逐步研究，制定出一套地質(zhì)環(huán)境指標(biāo)和地質(zhì)環(huán)境治措施，同時(shí)加強(qiáng)專業(yè)人員的技術(shù)培訓(xùn)等，以便在技術(shù)層面更好的防范和治理地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

3.2拓寬煤礦地質(zhì)治理的融資渠道，以資金拉動地質(zhì)治理進(jìn)程

煤礦地質(zhì)治理不是朝令夕改可以完成的事情，他需要長期堅(jiān)持，更需要長期的資金投入，只有依靠資金的投入才能拉動地質(zhì)治理的進(jìn)程。關(guān)于地質(zhì)治理的資金投入必須拓寬融資渠道，首先是對于部分國家控股的煤炭開采企業(yè)，治理自己需要由企業(yè)與政府共同承擔(dān)。其次，對于新建或在建的私人煤炭企業(yè)，治理自己應(yīng)當(dāng)由企業(yè)自行承擔(dān)。再者，地方政府還可以引導(dǎo)社會資金的投入進(jìn)地質(zhì)環(huán)境治理工程中，然后再比例分配收益。最后，政府應(yīng)該對于地質(zhì)治理的投資或者項(xiàng)目建設(shè)應(yīng)給予相應(yīng)的稅收優(yōu)惠政策，或者在預(yù)算允許的情況下預(yù)撥部分地區(qū)環(huán)境治理資金用于地質(zhì)環(huán)境的治理。

3.3建立煤礦開采生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，以常態(tài)化立體化的方法確保地質(zhì)治理效果

目前國際上流行的環(huán)境治理方法之一就是建立起相應(yīng)的生態(tài)開發(fā)補(bǔ)償機(jī)制，我們應(yīng)當(dāng)效仿這種機(jī)制，以確保生態(tài)資源可以實(shí)現(xiàn)有償使用和循環(huán)利用。建立煤礦開采生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的具體措施包括很多方面。首先，可以制定礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)等條款，這部分資金主要用于生態(tài)環(huán)境治理資金庫備用。其次，根據(jù)我國煤炭開采的具體情況和法律規(guī)定，依據(jù)誰開采誰治理的治理原則，制定一整套的煤礦開采生態(tài)治理行業(yè)規(guī)范，確保煤礦開采生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制有范本可行。最后，環(huán)境監(jiān)管部門應(yīng)該實(shí)時(shí)舉行聽證會，廣泛聽取專家、媒體和群主的意見和建議，積極探索地質(zhì)環(huán)境治理的新途徑新方法。

3.4完善礦山開采行業(yè)的法律法規(guī)，以法律確保地質(zhì)治理的執(zhí)行力

我國是一個(gè)發(fā)展中國家，各項(xiàng)法律法規(guī)還不盡完善，煤礦行業(yè)的法律法規(guī)同樣不盡完善，這就給煤礦地質(zhì)環(huán)境綜合治理的監(jiān)管帶來了一定的難度。法律保障是地質(zhì)環(huán)境綜合治理的基石，然而在法律上尚不完善的情況下，環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管部門很難確定自己的權(quán)利范圍是只有監(jiān)管的權(quán)利還是可以促使企業(yè)強(qiáng)制執(zhí)行等，因此我們的法律法規(guī)還有待于進(jìn)一步完善。

4結(jié)束語

總之，煤礦勘探技術(shù)對于提升礦山的開采效率和因盲目開采帶來的減少生態(tài)破壞都有重要作用，我們必須在日常的工作當(dāng)中不斷學(xué)習(xí)和總結(jié)新經(jīng)驗(yàn)新技術(shù)，提升我們的探礦水平。而對于因?yàn)槊旱V開采帶來的環(huán)境破壞等問題，我們還需要從多方面出發(fā)，除了在技術(shù)上尋找突破口意外還需要提高地礦治理自己投入，更需要建立相應(yīng)的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，同時(shí)完善相關(guān)的法律法規(guī)來確保環(huán)境治理的執(zhí)行力度，只有這樣四措并舉才能更好地加快煤礦開采的環(huán)境治理和保護(hù)。