淺析煤田地質(zhì)勘探的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

鄒云超，李成磊，田根國

（1.中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西西安710077；2.內(nèi)蒙古霍林河露天煤業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古霍林河029200）

淺析煤田地質(zhì)勘探的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

鄒云超*1，李成磊2，田根國1

（1.中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西西安710077；2.內(nèi)蒙古霍林河露天煤業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古霍林河029200）

煤炭是我國重要的能源之一。從20世紀(jì)以來我國的煤田勘探和開采技術(shù)發(fā)生了巨大的變化，根據(jù)我國特有的地質(zhì)特點(diǎn)，采取不同的地質(zhì)勘探技術(shù)，為我國的煤田建設(shè)，以及我國能源事業(yè)做出了較大的貢獻(xiàn)。通過對(duì)我國煤炭生產(chǎn)的方針政策，當(dāng)前煤田地質(zhì)勘探的現(xiàn)狀等多個(gè)方面的分析，指出煤田氣質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，并提出了自己的見解和建議。

煤田；地質(zhì)勘探；現(xiàn)狀與發(fā)展

1　我國煤田地質(zhì)勘探的現(xiàn)狀

煤田地質(zhì)勘探是我國煤炭工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。我國地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展的狀況，決定了煤炭工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的運(yùn)行狀態(tài)。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，我國的煤田地質(zhì)勘探水平已經(jīng)發(fā)生了很大的改變，無論是勘探技術(shù)和勘探能力方面，都由傳統(tǒng)單一的層面向深層次邁進(jìn)。

1.1從環(huán)境資源保護(hù)狀態(tài)下進(jìn)行地質(zhì)勘探

環(huán)境污染是當(dāng)前全世界性的人類生存問題，而煤炭又是一項(xiàng)具有高污染特點(diǎn)的行業(yè)。由于煤礦礦區(qū)大多都是以裸露的自然環(huán)境為主，有些往往因?yàn)檫^度的開發(fā)而使周邊的環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞。如大量的粉塵、水資源的污染、土壤的板結(jié)沙化等等現(xiàn)象。但受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，煤田的勘探開發(fā)和源源不斷的開采輪換繼續(xù)。因此，在近些年煤田地質(zhì)勘探中，圍繞環(huán)境保護(hù)的話題，進(jìn)行了潔凈煤技術(shù)的研究。并且由中國煤炭地質(zhì)總局和中國礦業(yè)大學(xué)，聯(lián)合組織研發(fā)編寫出了我國第一張潔凈煤資源分布圖，奠定了我國煤田地質(zhì)勘探由傳統(tǒng)型向環(huán)保型轉(zhuǎn)變。

1.2從地質(zhì)特點(diǎn)突出問題方面進(jìn)行地質(zhì)勘探

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的全球化發(fā)展，我國的煤炭工業(yè)得到了長足的發(fā)展，內(nèi)需和出口的大量需求，加快了煤炭勘探和開采的速度。我國幅員遼闊，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣。煤田的分布較廣，且地質(zhì)環(huán)境呈現(xiàn)出很大的不同。因此，在煤田的地質(zhì)勘探時(shí)，從突出的地質(zhì)特點(diǎn)出發(fā)是當(dāng)前常見的勘探方法。能夠看見瓦斯突出、巖煤突出以及突水等比較常見的動(dòng)態(tài)地質(zhì)現(xiàn)象和井下災(zāi)害。通過研究這些突出的地質(zhì)現(xiàn)象，可以在煤田地質(zhì)勘探階段，事先預(yù)測(cè)出開采階段將可能出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)變化，預(yù)防多種井下災(zāi)害的發(fā)生。同時(shí)，需要進(jìn)一步加大科技創(chuàng)新的力度，加強(qiáng)煤層在挖掘過程中厚度的變化趨勢(shì)、工作內(nèi)部小斷層的提醒預(yù)警、以及煤田儲(chǔ)量等多方面問題勘探技術(shù)的提升。

1.3從礦井操作安全可行性方面進(jìn)行地質(zhì)勘探

礦井事故是多年來我國煤田工業(yè)生產(chǎn)地程中突出的問題，也是一直難以改變的現(xiàn)狀。礦井水害就是其中最突出的問題，地下礦井開采作業(yè)面發(fā)生透水事件，不僅會(huì)造成大量的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡外，還給本礦區(qū)周邊的自然生態(tài)環(huán)境，造成一系列的后續(xù)問題，并且一次事故發(fā)生后，將影響著本礦井周邊大量的煤炭資源就無法正常開采。因此，國家煤炭工業(yè)總局等多個(gè)部門，組織研究礦區(qū)深部巖溶水形成與運(yùn)移特征，突水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)等方面的內(nèi)容，從礦井操作安全可行性方面進(jìn)行地質(zhì)勘探，確保和測(cè)定開采階段無重大水害事件發(fā)生。

1.4利用新技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘探

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我國的新科技革命進(jìn)入了一個(gè)全新的狀態(tài)，利用新技術(shù)和快速發(fā)展的信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)等多種便捷的工具，加快對(duì)煤炭的地質(zhì)勘探，并且利用多項(xiàng)高新科技如大容量存儲(chǔ)、并行分布式處理、人工智能和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方法，應(yīng)用于煤炭地質(zhì)勘探的多個(gè)方面，并且能夠控制各項(xiàng)操作和質(zhì)量。當(dāng)前的技術(shù)研究成果有人機(jī)對(duì)話處理、分析和顯示地質(zhì)勘探的多方位的數(shù)據(jù)。

2　煤田地質(zhì)勘探的發(fā)展趨勢(shì)

經(jīng)過近年來的發(fā)展，我國的煤田地質(zhì)勘探水平已經(jīng)達(dá)到了一定的水平，這也是支撐我國煤炭工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。從發(fā)展的現(xiàn)狀來看，我國煤田地質(zhì)勘探已經(jīng)展開了全新的一面，從環(huán)保、安全、新技術(shù)的應(yīng)用等多個(gè)方面有了大幅度的提升。從發(fā)展的角度來看，地下鉆探將有可能成為我國煤田地質(zhì)勘探的新方向。

2.1加強(qiáng)綜合勘探技術(shù)

隨著高科技的發(fā)展和應(yīng)用，也將改變我國煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的能力和方向，由原來的分散分層式的勘探，向綜合性的勘探技術(shù)進(jìn)軍。遙感、鉆探、測(cè)井、地質(zhì)填圖多種勘探技術(shù)手段，充分分析和利用各種地質(zhì)信息，綜合性研究煤層的可開采性，以及將要有可能遇到的各種問題的測(cè)控，并且出具煤田地質(zhì)勘探技術(shù)報(bào)告。經(jīng)過數(shù)十年幾代人的研究，我國的煤田地質(zhì)勘探技術(shù)取得了較大的成就，并且加大了我國東、西部煤田多藏地區(qū)的技術(shù)勘探。并且針對(duì)西部地區(qū)，如寧夏等地，山區(qū)、沙漠等特殊的地理地貌特點(diǎn)，將各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行綜合創(chuàng)新，利用綜合煤田地質(zhì)勘探法，為西部的煤田勘探提供了有利的支持。

2.2發(fā)展井下勘探技術(shù)

煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展，一是跟技術(shù)水平有密切的關(guān)系，二是受地理環(huán)境的影響較大。尤其我國是一個(gè)地質(zhì)特點(diǎn)獨(dú)特，含有多種地質(zhì)地貌。煤田的地質(zhì)勘探也極容易受到這些地質(zhì)條件的阻力。而有一些煤層通過常用的地面勘探的方法無法準(zhǔn)確地查明煤炭的儲(chǔ)存量，以及地質(zhì)溶巖的變化情況。因此，從國內(nèi)外相關(guān)信息技術(shù)的研究來看，一直認(rèn)為發(fā)展井下勘探技術(shù)，是未來煤礦井下物探的重要應(yīng)用技術(shù)，也將會(huì)是未來煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展方向。

2.3加強(qiáng)水平鉆進(jìn)技術(shù)的提升

隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，我國的煤田地質(zhì)勘探技術(shù)能力得到了相應(yīng)的提升，鉆探裝備的不斷更新和調(diào)整，使我國的鉆探技術(shù)得到了一定程度的發(fā)展。受控定向鉆進(jìn)、超大孔徑鉆進(jìn)、空氣泡沫鉆進(jìn)等工藝的逐步研究和使用，使我國的煤田地質(zhì)勘探，在復(fù)雜多樣的地質(zhì)環(huán)境條件下，提供了相應(yīng)的支持，自動(dòng)化程度和智能化程度越來越高，并且在工作效率上也體現(xiàn)得十分顯著。水平鉆進(jìn)技術(shù)未來將成為煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的重要發(fā)展力量。水平鉆在我國的煤田地質(zhì)勘探技術(shù)中應(yīng)用的時(shí)間不長，是20世紀(jì)80年代后期才從石油部門引用到煤田地質(zhì)勘探技術(shù)中去的。也是由前面提到的受控定身鉆發(fā)展得來的，并且以極其迅速的發(fā)展?fàn)顟B(tài)成為當(dāng)年煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的重要力量之一。

2.4加快信息技術(shù)在煤田勘探的應(yīng)用

20世紀(jì)后期到21世紀(jì)初，我國的信息技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，并且以極其迅速的狀態(tài)應(yīng)用到了各行各業(yè)，煤田地質(zhì)勘探技術(shù)也不例外。計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上提高了煤田勘探的自動(dòng)化程度。并在實(shí)際的操作中可以將煤田地質(zhì)勘探中的各類野外探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，還可以進(jìn)行地質(zhì)報(bào)告編制，使信息技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探中起到了信息化、電子化的快捷作用，并且為我國能源信息系統(tǒng)的研發(fā)提供更有力的幫助。

3　我國煤田地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展的建議

從20世紀(jì)80年代到21世紀(jì)，我國的煤炭工業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，尤其是煤田地質(zhì)勘探技術(shù)從傳統(tǒng)的表面勘探，逐步向更寬的方向，更深的層次發(fā)展。從當(dāng)前煤田地質(zhì)勘探技術(shù)來看，在一方面提升勘探技術(shù)的同時(shí)，還要注意在人員設(shè)備、環(huán)保、計(jì)劃等多個(gè)方面的改善和調(diào)整。

3.1重視環(huán)境保護(hù)，減少煤田對(duì)人類環(huán)境的污染

隨著全球性的污染越來越嚴(yán)重，尤其是近年來，由于空氣污染造成的霧霾、水資源污染、土壤沙化等各種環(huán)境問題越來越多。煤炭工業(yè)又是一項(xiàng)重污染的行業(yè)，因此，盡管煤炭是我國重要的能源之一，在大力開發(fā)的同時(shí)，必須首先得保障人類的生命安全，必須重視環(huán)境保護(hù)的問題。在煤田地質(zhì)勘探的過程中，除了在地理位置的選擇上要注意遠(yuǎn)離居民聚集區(qū)以外，還要加強(qiáng)對(duì)將要可能發(fā)生環(huán)境污染、開采后地面坍塌、煤層自然等各種狀況，給出客觀的評(píng)估。另外，對(duì)于已經(jīng)經(jīng)過勘探確定煤礦開采的，要重視生態(tài)建設(shè)，制定嚴(yán)格的環(huán)境綜合治理制度，減少煤田對(duì)人類環(huán)境的污染。

3.2加強(qiáng)規(guī)劃，有序的對(duì)煤田進(jìn)行地質(zhì)勘探

煤炭是我國重要的能源之一，在很長的一段時(shí)間內(nèi)在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中就占據(jù)著極其重要的位置。在市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，煤炭成為商人追逐的利益所在，全國各地煤礦豐富的地區(qū)，沒有規(guī)劃的亂勘探、亂開采現(xiàn)象十分嚴(yán)重。不僅在沒有任何技術(shù)保障下，給國家的資源和工人的人身安全帶來潛在的危險(xiǎn)，還在很大程度上擾亂了國家煤田地質(zhì)勘探和開采的秩序。因此，加強(qiáng)規(guī)劃，有序地對(duì)煤田進(jìn)行地質(zhì)勘探開采是十分有必要的。對(duì)已經(jīng)勘探查明的煤炭資源進(jìn)行保護(hù)性的開采和利用，防止過度開采帶來的環(huán)境污染和地質(zhì)能源的枯竭。對(duì)于沒有勘探開采的地區(qū)，禁止小規(guī)模的煤礦開設(shè)。這是不僅關(guān)系到我國資源的損失、保護(hù)員工生命安全的問題，還涉及對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)問題，需要具備煤田開采條件地區(qū)政府部門和能源管理部門需要注意的問題。

3.3多方謀劃，拓展煤層氣的勘探開發(fā)

我國地域遼闊，地質(zhì)特點(diǎn)復(fù)雜多樣，煤炭資源大多分部在東部、中部和西部。在20世紀(jì)由于技術(shù)上的不成熟和管理上的松懈，使我國的煤田地質(zhì)勘探技術(shù)停留在對(duì)表層煤的勘探和開采中，但隨意的勘探和亂采，不僅造成了環(huán)境污染，使許多原本還具有可采性的地下煤層沒有得到充分的開發(fā)。因此，隨著我國煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的不斷進(jìn)步，需要拓展煤田的多向發(fā)展，煤層氣就是在煤炭勘探的技術(shù)上延伸出來的又一重要能源。煤層氣的開發(fā)與使用，不僅可以降低煤炭開采中礦井事故的發(fā)生，還因?yàn)槊簩託獾臒o污染的特性，降低了向大氣中排放廢氣，保護(hù)了環(huán)境的綠色健康，是極其有利的事情。煤層氣的勘探和開采，在我國發(fā)展的時(shí)間還不算太久，許多資源還處于尚待勘探和開采之中，這就需要政府部門和能源管理部門，多方謀劃合理的勘探開采方案，防止過度的開采帶來的能源危機(jī)。

3.4強(qiáng)化硬件，加強(qiáng)勘探設(shè)備和人才結(jié)構(gòu)的更新

在20世紀(jì)80年代，我國煤田資源地質(zhì)勘探和開發(fā)技術(shù)貧乏的時(shí)候，主要依靠引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，不僅給煤田的勘探開發(fā)帶來極大的不便，還使國家背負(fù)著沉重的經(jīng)濟(jì)壓力。甚至說，上幾代的煤田勘探技技術(shù)和開采工人，是在一無所有的基礎(chǔ)上，將我國的煤田勘探和開采出來的。隨著新技術(shù)的不斷興起，我國各項(xiàng)技術(shù)水平的提升，才擁有我國自己的煤田地質(zhì)勘探設(shè)備和專業(yè)技術(shù)人員。而在下一步信息技術(shù)應(yīng)用如此廣泛的時(shí)代，煤田地質(zhì)勘探和開采技術(shù)也將會(huì)隨之提高。要想進(jìn)一步提升煤田地質(zhì)勘探技術(shù)能力，必須注重科技研發(fā)，加強(qiáng)勘探設(shè)備的與時(shí)俱進(jìn)。同時(shí)加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)，將高新技術(shù)融入煤田地質(zhì)勘探和建設(shè)中，強(qiáng)化硬件設(shè)施，加強(qiáng)國內(nèi)國際間同行業(yè)間的交流與合作，促進(jìn)我國煤田地質(zhì)科技工業(yè)向更高的臺(tái)階邁進(jìn)。

4　結(jié)論

煤炭是我國重要的能源資源之一。煤田地質(zhì)勘探是煤炭工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，既是為煤炭開采提供有力的技術(shù)支持，又承擔(dān)著煤炭資源合理利用、安全使用和環(huán)境保護(hù)的重要責(zé)任。從20世紀(jì)80年代到21世紀(jì)初，我國的煤田勘探和煤炭工業(yè)的發(fā)展，經(jīng)歷了相當(dāng)長的一段時(shí)間的成長和繁榮時(shí)期。在煤田勘探的各項(xiàng)技術(shù)上已經(jīng)形成了一套符合我國國情、地質(zhì)特點(diǎn)的煤田地質(zhì)理論體系，并且在逐步地向高科技化煤田地質(zhì)勘探科學(xué)邁進(jìn)。

從我國煤田地質(zhì)勘探的現(xiàn)狀來看，問題主要還是集中在環(huán)境保護(hù)、勘探技術(shù)的改進(jìn)、勘探工業(yè)的合理化，以及高新科技與信息技術(shù)的應(yīng)用與推廣。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)內(nèi)我國能源的需求量大規(guī)模的增多，對(duì)外出口數(shù)量的不斷攀升，使煤田地質(zhì)勘探技術(shù)顯得有些力不從心。我國的煤礦資源大部分集中在東、中、西三個(gè)部分。當(dāng)前我國東部煤炭淺部分的煤層已經(jīng)進(jìn)行了勘探和開采，需要進(jìn)一步加大勘探技術(shù)力度，向深煤層勘探，才能發(fā)現(xiàn)新的能源。而中、西部地區(qū)，由于復(fù)雜的地形和地質(zhì)特點(diǎn)，沙漠和黃土覆蓋嚴(yán)重，煤層的勘探力量較弱。如山西大同在20世紀(jì)是我國重點(diǎn)煤田勘探和開采區(qū)，但由于勘探和開采后帶來的一系列環(huán)境問題，水資源緊張、生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞，空氣污染嚴(yán)重，如果再進(jìn)行深層次的煤田勘探，一時(shí)也無法實(shí)現(xiàn)。本文就當(dāng)前煤炭地質(zhì)勘查現(xiàn)狀的分析，總結(jié)了煤炭地質(zhì)勘探的發(fā)展現(xiàn)狀，以及中國煤炭工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，提高煤炭地質(zhì)勘探力度，作者提出了自己的觀點(diǎn)和建議，以期通過技術(shù)上的改革和政策上和調(diào)整及管理上的嚴(yán)格，改變現(xiàn)狀，促進(jìn)我國煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

［1］孟凡軍.淺論煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展與其趨勢(shì)［J］.科技與企業(yè)，2014（13）：92.

［2］張泓，張群，曹代勇，李小彥，李貴紅，黃文輝，馮宏，靳德武，張子敏，賈建稱，石智軍，邵龍義，程建遠(yuǎn)，湯達(dá)禎，姜在炳.中國煤田地質(zhì)學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略［J］.地球科學(xué)進(jìn)展，2010，25（4）：343-352.

［3］張杰，王路法，江勇.煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的探究［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011（7）：148.

［4］石艷秋.簡述地質(zhì)勘探在煤礦資源開發(fā)中的作用［J］.黑龍江科技信息，2013（35）：78.

［5］袁修財(cái).簡述煤炭資源開發(fā)同地質(zhì)勘探在煤礦礦區(qū)的應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（28）：83.

［6］陳曉波，劉永剛，王金義.淺論煤田地質(zhì)中遙感技術(shù)的運(yùn)用［J］.科技致富向?qū)В?012（5）：255，281.

F407.1

A

1004-5716（2016）06-0105-03

2015-05-26

國家科技重大專項(xiàng)課題（2011ZX05040-002）。

鄒云超（1983-），男（漢族），黑龍江哈爾濱人，助理研究員，現(xiàn)從事地震勘探技術(shù)工作。