煤礦綜合地質(zhì)勘探技術(shù)應(yīng)用研究

胡龍

[摘要]煤礦地質(zhì)勘探是煤礦開采的前提。本文介紹了地球物理勘探、坑探工程、鉆探工程、地質(zhì)填圖、遙感地質(zhì)調(diào)查等勘探技術(shù)，但由于每種方法都各有適用條件與優(yōu)缺點(diǎn)，要將多種勘探方法結(jié)合起來，即采用綜合地質(zhì)勘探方法，充分發(fā)揮各種方法的優(yōu)點(diǎn)，取長補(bǔ)短，才能獲取較為準(zhǔn)確的地質(zhì)數(shù)據(jù)。

[關(guān)鍵詞]煤礦 綜合地質(zhì)勘探 物探 鉆探

[中圖分類號] X752 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-223-1

0前言

地質(zhì)工程是一種為查明某區(qū)域范圍內(nèi)的基本地質(zhì)情況、獲取地質(zhì)數(shù)據(jù)的地質(zhì)工作，具體來講就是為礦產(chǎn)勘查開發(fā)、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、環(huán)境保護(hù)等服務(wù)的。從現(xiàn)階段的能源利用發(fā)展方向看來，將地球物理方法、基礎(chǔ)地質(zhì)勘探手段與地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合將是煤礦深部開采地質(zhì)勘探技術(shù)的最佳發(fā)展方向。在此過程中，合理選擇勘探目的層，利用井下巷道，以大流量、大降深的井下放水試驗(yàn)為主，鉆探與物探相結(jié)合，多種方法相互驗(yàn)證、相互補(bǔ)充的綜合水文地質(zhì)勘探方法，是查清類似礦井水文地質(zhì)條件，解放受水害威脅的下組煤的有效技術(shù)途徑。

1煤礦綜合地質(zhì)勘探方法

將多種勘探方法結(jié)合起來，充分應(yīng)用多種物探，地面測繪乃至鉆探等方法的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行地質(zhì)勘探的方法，就是綜合地質(zhì)勘探方法。

1.1地球物理勘探

地球物理勘探，也稱物探，它根據(jù)巖石、礦體自身的物理性質(zhì)，利用各種儀器發(fā)射和接受信號、研究人工或天然物理場的變化，達(dá)到了解地質(zhì)構(gòu)造和尋找礦床的目的。一般物探方法中地震和電阻率這2種方法在勘探工程中應(yīng)用較為廣泛，獲得地層資料較多。物探是當(dāng)前煤礦資源勘探中必須采用的方法之一。如圖1為土的電阻率法原理簡圖。

物探方法可以有效提供繪制基巖起伏所需資料，確定粒狀土料場和大面積有機(jī)質(zhì)沉積層的范圍，同時也能確定含地下水地層的地基情況。因此，在煤礦普查和勘探工作中，利用物探這一手段來了解地質(zhì)問題的程度越來越高。

1.2坑探工程

坑探是從開挖的巖土取作實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的大尺寸原狀土樣和擾動土樣的一種手段?？犹揭话闳∧苓M(jìn)入一個以上人員的探坑，而且獲得的地層資料最為詳細(xì)，是一種最可靠的勘探手段。坑探工程一般分為探槽、探井、探巷以及小窯調(diào)查與清理等。

探坑或探槽可選擇人工或機(jī)械設(shè)備開挖，也可采用專門鉆機(jī)，如大直徑的勺鉆，但使用機(jī)械設(shè)備開挖時，需保證開挖位置離取原狀土位置一定距離。開挖的尺寸主要取決于工程周圍環(huán)境和經(jīng)濟(jì)條件。一般來說，探槽相對探坑較淺，有時考慮到經(jīng)濟(jì)原因，探坑一般采用最淺深度。為保證探坑和探槽壁的穩(wěn)定性，必要時會做到使坑壁與坑底成90°角，或在兩者交接處用鋼板支護(hù)。對于淺層開挖的探坑，采用傾斜的坑壁較為經(jīng)濟(jì)；對于深層開挖，使用鋼板支護(hù)是比較經(jīng)濟(jì)的。

1.3鉆探工程

為了在覆蓋層或巖層取原狀土樣，劃分巖層類型以及測定巖層工程性質(zhì)而鉆取的垂直、傾斜或水平的鉆孔稱作鉆探，鉆探工程是煤田普查與勘探過程中常見的技術(shù)方法。它是利用鉆探機(jī)械轉(zhuǎn)動帶動鉆桿和鉆頭，向地下鉆鑿直徑小、深度不等（可達(dá)千米）的圓孔，從而采取地層樣品作觀察，獲取各種地質(zhì)資料信息。

勘探孔的鉆進(jìn)方式基本上可分為2種：鉆孔進(jìn)尺達(dá)到取樣深度；取樣。根據(jù)場地環(huán)境、地層條件、土種類別、鉆孔目等的不同，一般將鉆進(jìn)方法分為：連續(xù)取樣、沖擊鉆進(jìn)、清水鉆進(jìn)、錘擊鉆進(jìn)以及回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。用于鉆進(jìn)和取樣的機(jī)具稱為鉆探設(shè)備，主要包括電動機(jī)、水泵或空壓機(jī)、絞車和鉆架。在鉆探過程中，需重點(diǎn)注意的是由于應(yīng)力釋放而造成的孔壁坍塌和孔底隆起2個問題，而孔壁坍塌的主要原因是受鉆孔鉆穿土層的天然性質(zhì)、孔深以及地下水情況的影響。因此，一般為達(dá)到穩(wěn)定鉆孔，尤其當(dāng)鉆孔深度在地下水位以下時，采用套管或用沖洗液、水泥漿等做穩(wěn)定處理。

1.4地質(zhì)填圖

地質(zhì)填圖也稱填圖，是指按一定比例或統(tǒng)一的技術(shù)要求將各種地質(zhì)體、地質(zhì)現(xiàn)象描繪在地理圖上，從而形成地質(zhì)圖的工作。填圖一般基于實(shí)際觀察的基礎(chǔ)上，利用遙感或航空像片并結(jié)合地面調(diào)查展開工作。它是地質(zhì)調(diào)查的一項(xiàng)基本工作，也是對工作區(qū)域地質(zhì)情況和礦產(chǎn)儲量進(jìn)行研究的一種重要技術(shù)方法。

在煤礦區(qū)域，地質(zhì)填圖是煤田普查和勘探眾多方法中最基礎(chǔ)的一個，同時也是最基本的方法之一。它利用地質(zhì)學(xué)理論和方法，有針對地在含煤區(qū)域進(jìn)行地表地質(zhì)調(diào)查，研究含煤區(qū)的地質(zhì)、構(gòu)造、煤質(zhì)和煤層、水文地質(zhì)等利于礦產(chǎn)開采的情況，為以后的地質(zhì)工作提供便利。通過地質(zhì)填圖，可得到地質(zhì)圖、地質(zhì)剖面圖、含煤地層柱狀圖等，這些為后階段的普查和勘探提供重要的設(shè)計依據(jù)。

1.5遙感地質(zhì)調(diào)查

遙感地質(zhì)調(diào)查，是利用遙感技術(shù)研究地質(zhì)科學(xué)的一種新興手段。在地質(zhì)調(diào)查中，遙感技術(shù)具體的應(yīng)用就是象片的判讀。經(jīng)實(shí)踐證明，遙感技術(shù)在可見光航空像片以及多光譜衛(wèi)星象片的判讀上有著很高的準(zhǔn)確率，能夠準(zhǔn)確地找出找礦標(biāo)志、地質(zhì)構(gòu)造等。

2結(jié)語

當(dāng)前形勢下，將地球物理方法、基礎(chǔ)地質(zhì)勘探手段與地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合是煤礦開采地質(zhì)勘探技術(shù)的行業(yè)前景。再根據(jù)所屬地區(qū)的地質(zhì)情況，調(diào)明地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生情況，該地的地磁以及采區(qū)內(nèi)斷層分布、煤層埋藏深度與厚度、巖溶裂隙發(fā)育帶的分布和隔水層厚度等。根據(jù)現(xiàn)代的多媒體信息技術(shù)建立多元信息集成系統(tǒng)，將資源所在地區(qū)的礦井所在，地質(zhì)構(gòu)造和水文分布等情況收集整理并進(jìn)行分析，建立預(yù)測和評價模型，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資料的信息化、數(shù)字化和可視化。用這樣的方法才能夠更好的將煤炭資源利用合理化科學(xué)化，也才能最大程度上降低煤炭資源的浪費(fèi)與消耗，也能夠?yàn)槲覈目沙掷m(xù)發(fā)展道路贏得更多有利的發(fā)展空間和更好的發(fā)展前景。