煤田地質(zhì)勘查技術(shù)與地質(zhì)環(huán)境綜合治理淺析

管桂芝 徐嘉美 金 偉

東北煤田地質(zhì)局一二八勘探隊(duì)

煤田地質(zhì)勘查技術(shù)與地質(zhì)環(huán)境綜合治理淺析

管桂芝 徐嘉美 金 偉

東北煤田地質(zhì)局一二八勘探隊(duì)

在當(dāng)今我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程不斷加快的新時(shí)代背景下，社會(huì)各界對(duì)于煤炭資源的需求量也在日益攀升。由于煤礦資源大規(guī)模的、不合理的開(kāi)發(fā)和使用，導(dǎo)致煤礦地質(zhì)環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，引發(fā)了越來(lái)越多的社會(huì)、環(huán)境問(wèn)題。煤礦地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與水文地質(zhì)、地質(zhì)、地球化學(xué)以及開(kāi)發(fā)和使用煤礦資源等密切相關(guān)，保護(hù)煤礦地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)成為了生產(chǎn)與建設(shè)煤礦不可或缺的部分。所以，既要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)的運(yùn)用，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境治理。本文主要就對(duì)煤田地質(zhì)勘查技術(shù)與地質(zhì)環(huán)境綜合治理進(jìn)行分析和探討。

煤田地質(zhì)；勘查技術(shù)；地質(zhì)環(huán)境；綜合治理

1 煤田地質(zhì)勘查技術(shù)發(fā)展

1.1 高分辨率數(shù)字地震勘查技術(shù)

所謂高分辨率數(shù)字地震勘查技術(shù)，指的是通過(guò)運(yùn)用數(shù)字的方式將高質(zhì)量的地質(zhì)信號(hào)進(jìn)行記錄，并經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，進(jìn)而獲得分辨率較高的地震勘探效果。高分辨率數(shù)字地震勘查技術(shù)，主要通過(guò)運(yùn)用藥具、道具、采樣間隔、組合基距、高頻檢波器、高頻低價(jià)濾波以及恰當(dāng)?shù)木畹确矫娼M成，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并且在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，要通過(guò)加強(qiáng)噪聲的衰減、壓縮、疊加和偏移子波長(zhǎng)度，進(jìn)而獲得高信噪比和高頻的寬帶信號(hào)。

1.2 復(fù)雜地形的勘查技術(shù)

煤田地層大多屬于沉積巖層，比較復(fù)雜的地層主要分為力學(xué)不穩(wěn)定性的地層與水敏性地層。通常情況下，在地層鉆進(jìn)過(guò)程中，施工人員運(yùn)用的有全面系統(tǒng)的鉆進(jìn)工藝、泥漿配置方案，能夠快速及時(shí)的處理孔內(nèi)事故。對(duì)于比較復(fù)雜的地層，運(yùn)用常規(guī)的方法不僅沒(méi)有很好的效果，反而還可能造成鉆孔報(bào)廢。在水敏性的地層中，進(jìn)行鉆進(jìn)，主要是為了抑制黏土的膨脹性，進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，受到黏土的膨脹性影響，水泥容易出現(xiàn)不凝固或者凝固不穩(wěn)定的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致掃孔時(shí)，找不到原眼，最好的解決辦法就是通過(guò)加大泥漿的比重，降低泥漿的失水量。

1.3 加強(qiáng)潔凈煤技術(shù)的地質(zhì)基礎(chǔ)研究

在煤炭資源利用中，潔凈煤技術(shù)應(yīng)該得到高度重視。就全球來(lái)看，各國(guó)的潔凈煤技術(shù)都取得了比較好的發(fā)展，提高了對(duì)煤炭資源的利用率。這就要求在煤炭資源開(kāi)發(fā)利用中將煤巖學(xué)、煤化學(xué)等基礎(chǔ)理論與潔凈煤技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，了解煤炭形成的原理和過(guò)程。

1.4 煤炭資源綜合勘探技術(shù)

研究不同地形、地質(zhì)條件下的煤炭勘查技術(shù)，確保對(duì)沙漠、黃土層、采空區(qū)等復(fù)雜地區(qū)的合理勘查和開(kāi)發(fā)。加大對(duì)東部深部煤田地質(zhì)勘查力度。進(jìn)一步發(fā)展復(fù)雜地區(qū)條件下的三維地震技術(shù)應(yīng)用，深化地震勘測(cè)技術(shù)研究，擴(kuò)大該技術(shù)的應(yīng)用范圍。加強(qiáng)多元地質(zhì)條件下的信息復(fù)合技術(shù)研究，建立高準(zhǔn)確度地質(zhì)模型，整體提高煤炭地質(zhì)勘查精度和地質(zhì)報(bào)告研究程度。

2 當(dāng)下所面臨的煤礦地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

當(dāng)下所面臨的煤礦地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要包括如下幾方面：1)在開(kāi)采煤礦的過(guò)程中，因?yàn)槌榕诺V井水及巖層移動(dòng)而導(dǎo)致地表水及地下水的循環(huán)狀態(tài)與存儲(chǔ)狀態(tài)發(fā)生了變化，繼而導(dǎo)致在生產(chǎn)煤礦的活動(dòng)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的地表水流失及水位下降等煤礦地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題；由于煤層自燃而導(dǎo)致巖層移動(dòng)所引發(fā)的土體資源流失及煤礦資源損失。2)由于在開(kāi)采煤礦的過(guò)程中，導(dǎo)致煤矸石及煤層等地質(zhì)中的有害物質(zhì)發(fā)生了擴(kuò)散或移動(dòng)，繼而對(duì)煤礦周邊的環(huán)境造成了破壞，從而引發(fā)了水質(zhì)污染、土壤污染及空氣污染等環(huán)境問(wèn)題。還有可能導(dǎo)致某些礦井周?chē)霈F(xiàn)振動(dòng)污染及輻射污染等環(huán)境問(wèn)題。3)由于開(kāi)采煤礦而導(dǎo)致的礦山地質(zhì)災(zāi)害所引發(fā)的煤礦地質(zhì)災(zāi)害。礦山地質(zhì)災(zāi)害主要可分為兩大類(lèi)，即井下地質(zhì)災(zāi)害及地表地質(zhì)災(zāi)害。井下地質(zhì)災(zāi)害主要是指在開(kāi)采煤礦的過(guò)程中，采動(dòng)壓力所引起的煤礦瓦斯突出、礦井突水及冒頂?shù)鹊刭|(zhì)災(zāi)害，這些都會(huì)嚴(yán)重的威脅采礦人員的生命安全；而地表地質(zhì)災(zāi)害則是指在開(kāi)采煤礦的過(guò)程中，由于巖層移動(dòng)而引發(fā)的泥石流、山體滑坡及礦井崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。這些災(zāi)害都會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，繼而引發(fā)嚴(yán)重的煤礦地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。

3 治理技術(shù)

3.1 采煤沉陷區(qū)治理技術(shù)

1)采煤沉陷區(qū)工程治理措施。煤礦開(kāi)采引起上覆巖層移動(dòng)形成地面沉陷，造成的耕地破壞和土地資源浪費(fèi)，已經(jīng)給礦區(qū)人民生活帶來(lái)很大困難。通過(guò)土地整治、危巖清除工程、削坡治理工程、防排水工程、水庫(kù)整治工程、采坑治理工程以備下一步進(jìn)行深層次的開(kāi)發(fā)。2)生態(tài)恢復(fù)及?；r(nóng)業(yè)技術(shù)。采煤塌陷區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)恢復(fù)應(yīng)實(shí)施開(kāi)發(fā)性戰(zhàn)略，即對(duì)受破壞的土地進(jìn)行整治和恢復(fù)，不單純是土地和生態(tài)意義上的恢復(fù)，而是將待復(fù)墾土地視為新的資源類(lèi)型，根據(jù)其自然環(huán)境條件，在生態(tài)適宜性分析的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)、重建，使之能作為合格的自然資源，再度具有生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，建成有利于當(dāng)?shù)丨h(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的人工生態(tài)系統(tǒng)。3)充填開(kāi)采技術(shù)。煤礦充填開(kāi)采經(jīng)歷了由水砂充填、低濃度膠結(jié)充填、高濃度膠結(jié)充填和膏體泵送充填階段，目前充填開(kāi)采有超高水材料充填、膏體充填、固體物充填3種。充填開(kāi)采具有充填材料來(lái)源廣泛、成本低廉、制漿與輸送工藝簡(jiǎn)便、充填體強(qiáng)度高等顯著優(yōu)勢(shì)。

3.2 煤矸石治理技術(shù)

1)煤矸石山自燃治理。目前我國(guó)矸石山治理方法主要有挖除火源法、覆蓋法、滲灌法、注漿法、控制燃燒法等。在自燃前采取有效預(yù)防措施才是治理矸石山的主要路徑。2)矸石山土地復(fù)墾。物理、化學(xué)、生物治理煤矸石山的復(fù)墾不但控制矸石山的酸性、減輕酸雨的形成、有效地防止重金屬及淋濾液污染地下水源和土壤，還可以有效防止矸石山的自燃，減少對(duì)大氣產(chǎn)生的危害。植被的最終目標(biāo)是通過(guò)植物群落的生態(tài)功能改善煤礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境。3)煤矸石開(kāi)發(fā)利用。煤矸石主要用于建筑和化工等行業(yè)。建筑等行業(yè)，煤矸石用來(lái)制造水泥、加氣混凝土、輕集料、微孔吸音磚、瓷磚等建筑材料。

4 結(jié)語(yǔ)

國(guó)家的發(fā)展是離不開(kāi)能源支持的，以往的石油能源危機(jī)也必須要嚴(yán)肅認(rèn)真的注意，煤礦屬于短時(shí)間內(nèi)不可再生資源因此開(kāi)采煤礦時(shí)就要準(zhǔn)確細(xì)致，確保開(kāi)采不浪費(fèi)的最好辦法就是勘測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確直觀(guān)，并且為了確保煤礦開(kāi)采工作的安全進(jìn)行必須要對(duì)煤礦內(nèi)部情況作出明確的勘測(cè)，這些勘測(cè)都離不開(kāi)新型勘測(cè)技術(shù)的支持，可以說(shuō)煤礦勘測(cè)技術(shù)的意義對(duì)于煤礦產(chǎn)業(yè)而言不可估量。

[1]吳曉華，葉進(jìn)霞，夏春英，朱曉琳.兗州煤田礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀與治理對(duì)策[J].煤田地質(zhì)與勘探，2008，01：53-57.