礦區(qū)綜合地質(zhì)勘探與深部煤礦資源的開(kāi)采分析

佟波

摘要：煤炭資源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基本能源，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。從中國(guó)實(shí)際發(fā)展的現(xiàn)狀來(lái)看，經(jīng)過(guò)幾十年的大規(guī)模開(kāi)采，淺層煤炭資源已經(jīng)枯竭。因此，現(xiàn)階段的煤炭開(kāi)采必須轉(zhuǎn)向深層煤炭資源。但是，由于深層煤炭資源的開(kāi)采有困難，有必要綜合運(yùn)用各種地質(zhì)勘探技術(shù)來(lái)保護(hù)深部煤炭資源的開(kāi)采。本文將對(duì)礦區(qū)綜合地質(zhì)勘探和深部煤炭資源采礦展進(jìn)行研究，希望能為深部煤炭資源的開(kāi)采提供一些參考。

關(guān)鍵詞：礦區(qū)；地質(zhì)勘探；深部煤礦資源；開(kāi)采

地質(zhì)勘探是通過(guò)各種勘探方法對(duì)地質(zhì)進(jìn)行分析，研究巖層中儲(chǔ)存礦床的質(zhì)量和產(chǎn)量。在地質(zhì)勘探過(guò)程中，將對(duì)巖層，水位，巖石結(jié)構(gòu)等條件進(jìn)行綜合分析調(diào)查。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展越來(lái)越依賴能源和礦產(chǎn)，綜合地質(zhì)勘探方法在礦產(chǎn)勘探，石油勘探，地質(zhì)構(gòu)造勘探和水文地質(zhì)勘探中的應(yīng)用，可以有效降低地質(zhì)勘探難度，提高勘探質(zhì)量，得到更多的經(jīng)濟(jì)效益。

1地質(zhì)勘探的特點(diǎn)

我國(guó)的地質(zhì)勘探產(chǎn)業(yè)起步較晚，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，有必要繼續(xù)追趕勘探設(shè)備和勘探方法。在新時(shí)期，勘探技術(shù)在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)和工程建設(shè)基礎(chǔ)上都有很好的應(yīng)用，這些領(lǐng)域的發(fā)展與勘探技術(shù)的進(jìn)步密切相關(guān)。為了進(jìn)一步促進(jìn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，就必須對(duì)勘探技術(shù)進(jìn)行研究?，F(xiàn)在的這個(gè)時(shí)代，地質(zhì)勘探具有以下特點(diǎn)：一是功能要求。地質(zhì)勘探是探測(cè)巖層中的礦產(chǎn)儲(chǔ)量，因此，在地質(zhì)勘探中，綜合運(yùn)用多種勘探技術(shù)可以有效地檢測(cè)礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)存能力，這也是地質(zhì)勘探的主要目標(biāo)和任務(wù)；第二，高效的工作需求。由于我國(guó)的地形多變，地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，這會(huì)對(duì)地質(zhì)勘探工作造成一定的難度，為了解決礦物資源開(kāi)發(fā)的難度，解決區(qū)域面積較大的問(wèn)題，需要借助地質(zhì)勘探工作，在開(kāi)發(fā)地質(zhì)資源的過(guò)程中，合理分析地質(zhì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而為礦物開(kāi)采工作提供可靠的依據(jù)，降低礦物開(kāi)采的難度。

2在我國(guó)煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，深部煤礦開(kāi)采的主要特征

2.1地壓大

在我國(guó)深部采煤過(guò)程中，地壓主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。第一是煤礦原始巖石應(yīng)力，其次是煤礦地堡的可塑性。最后，煤礦的深層壓力會(huì)導(dǎo)致礦井壓力的增加和相對(duì)嚴(yán)重的壓力變化。

2.2地溫高

通常，在深部采煤過(guò)程中，地溫會(huì)隨著采動(dòng)深度的變化而變化，這種變化呈現(xiàn)出一種特殊的比例關(guān)系。在深部采礦過(guò)程中，我們用溫度梯度來(lái)表示地?zé)釡囟鹊淖兓８鶕?jù)實(shí)際的深部礦山開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)來(lái)分析，礦山深部的溫度都相對(duì)較高，這種高溫對(duì)煤礦工作人員而言有著非常大的危害，極端的情況使煤礦深部的溫度超出了人們所能承受的溫度范圍，對(duì)人的身體健康有較大的損害。

2.3瓦斯氣體的含量較高

深部采礦過(guò)程中含氣量高的問(wèn)題主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。首先，在深部采煤中，氣體排放量大，其次采礦過(guò)程中氣體噴涌頻率高。

3綜合測(cè)繪技術(shù)方法在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用

3.1礦區(qū)地形測(cè)量的測(cè)繪技術(shù)

3.1.1 GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)

GPS是一種用于全球定位的技術(shù)。GPS是美國(guó)人在20世紀(jì)70年代早期為國(guó)防安全開(kāi)發(fā)的全球定位系統(tǒng)。GPS是一種高效率，高精度和多功能的應(yīng)用技術(shù).GPS一開(kāi)始并不完美，經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展，全球定位系統(tǒng)于1994年已經(jīng)進(jìn)行了最終完善，與傳統(tǒng)的測(cè)量工具相比，GPS技術(shù)抗干擾性好，應(yīng)用廣泛，功能多。全球定位系統(tǒng)在一定程度上，對(duì)測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行了全方面的改變。在當(dāng)今社會(huì)上，全球定位系統(tǒng)對(duì)各種行業(yè)都產(chǎn)生了不小的影響。在現(xiàn)如今的礦山地質(zhì)勘查中，幾乎全球都在使用GPS技術(shù)，因?yàn)槿蚨ㄎ幌到y(tǒng)具有準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性等多種功能。全球定位系統(tǒng)作為地形測(cè)量的技術(shù)，它的作用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超出了人們當(dāng)初的想象。

3.1.2 GIS地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)技術(shù)也稱為地理信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)技術(shù)不僅包括地理，還包括幾何。地理信息系統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)是可以將地球上所有物體的特征與這些物體的位置相結(jié)合，然后將它們展示給地理信息系統(tǒng)。研究人員通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕研究地理位置的基礎(chǔ)之一是地理信息系統(tǒng)。圖片處理和思維動(dòng)力的前提也是地理信息系統(tǒng)。正是因?yàn)橛辛说乩硇畔⑾到y(tǒng)，不僅讓處理工作容易完成，就連工作的效率也得到了提高。隨著社會(huì)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)會(huì)向智能化和全球化發(fā)展。

3.1.3 RS遙感技術(shù)

遙感技術(shù)也可以簡(jiǎn)稱為RS技術(shù)。它是在20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的。遙感技術(shù)的來(lái)源是因?yàn)樗軌蚋惺艿綔y(cè)量目標(biāo)的特征信息而不直接接觸被測(cè)目標(biāo)，然后通過(guò)特殊轉(zhuǎn)移處理，礦山地質(zhì)測(cè)量員將收集有用的信息。如航空航天攝影和衛(wèi)星密不可分的遙感技術(shù)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，一些能源生產(chǎn)企業(yè)將遙感技術(shù)、紅外線、微波中波段等技術(shù)應(yīng)用到具體工作當(dāng)中，航空拍照就是遙感技術(shù)的主要應(yīng)用之一。地理信息系統(tǒng)所需要的信息源是由遙感技術(shù)提供的，而遙感技術(shù)所需要的圖像管理則是由地理信息系統(tǒng)所提供的。地理信息所需要的補(bǔ)測(cè)和補(bǔ)繪是由全球定位系統(tǒng)所提供的，也正是因?yàn)槿蚨ㄎ幌到y(tǒng)所提供的補(bǔ)測(cè)和補(bǔ)繪，GIS技術(shù)中的地圖才能夠?qū)崟r(shí)更新。

3.2測(cè)繪技術(shù)對(duì)礦區(qū)地質(zhì)勘探的促進(jìn)作用

3.2.1增加了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

我國(guó)早期礦區(qū)地質(zhì)地形測(cè)量的方式就是采用人工操作，而且測(cè)量的儀器根本達(dá)不到所需要的精確度。儀器的精確度和數(shù)據(jù)的精確度不單單只是和工作人員的操作有關(guān)，還和當(dāng)時(shí)測(cè)量的天氣環(huán)境和社會(huì)上不受控制的外界因素有關(guān)。所以為了避免天氣環(huán)境和人為因素所產(chǎn)生的不可避免的外界的干擾，使用的現(xiàn)代化自動(dòng)測(cè)繪技術(shù)可以通過(guò)系統(tǒng)來(lái)控制，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

3.2.2礦區(qū)地形測(cè)量工作的簡(jiǎn)單化

早期的礦山地質(zhì)測(cè)量工作較繁瑣，得到的數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤率極高，工作人員帶著大量的原始的測(cè)量工具來(lái)到需要被測(cè)量的工作場(chǎng)地，這種原始的測(cè)量方式不僅操作起來(lái)很繁瑣，大部分的時(shí)間都是用來(lái)處理數(shù)據(jù)，這樣工作效率就大大的降低。而經(jīng)過(guò)地質(zhì)地形測(cè)量?jī)x器的不斷發(fā)展和改善，操作人員只需要在室內(nèi)進(jìn)行操作，不需要像早期那樣靠著大量的人力，帶著原始工具去測(cè)量，系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)的輸出了數(shù)據(jù)，并且給到了精確的分析。

4在深部煤礦生產(chǎn)的過(guò)程中有效控制礦壓的主要措施

4.1在煤礦深部開(kāi)采的過(guò)程中要對(duì)巷道的布置進(jìn)行不斷的優(yōu)化

在我國(guó)深部采煤過(guò)程中，要對(duì)巷道布置進(jìn)行嚴(yán)格的分析和控制。在巷道布置過(guò)程中，應(yīng)有效地避免動(dòng)態(tài)應(yīng)力的影響以及構(gòu)造應(yīng)力的影響。煤柱應(yīng)力在巷道布置過(guò)程中應(yīng)選擇穩(wěn)定性較強(qiáng)的巖石。因此，目前我國(guó)的深部煤礦生產(chǎn)中的巷道布置通常為巖巷，或者是多條巖巷的布置形式。為了有效地保障采區(qū)的回煤率，降低巷道的維護(hù)次數(shù)，我們?cè)谶M(jìn)行巷道布置的過(guò)程中要選擇無(wú)煤柱形式的巷道支護(hù)，這樣能夠有效地優(yōu)化巷道的布置形式，提升巷道的安全性能，降低巷道的維護(hù)次數(shù)。避免巷道相向掘進(jìn)和巷道近距離平行布置，減少相交巷道（或避開(kāi)銳角），從而減小應(yīng)力集中，減少發(fā)生沖擊地壓的危險(xiǎn)性。

4.2在煤礦深部開(kāi)采的過(guò)程中要對(duì)巷道的支護(hù)方式進(jìn)行不斷的改進(jìn)

國(guó)內(nèi)外大量深井開(kāi)采礦已經(jīng)表明，中硬地下巖層中巷道的變形嚴(yán)重（特別是采礦效應(yīng)后）。當(dāng)深度超過(guò)800m～1000m時(shí)，巖層高于中硬，中等硬度。如果使用傳統(tǒng)的巷道，道路維護(hù)仍然很困難。因此，除了合理布置巷道位置外，深層也應(yīng)該根據(jù)深井壓力的特點(diǎn)。根據(jù)周圍的巖石條件和道路條件，使用不同形式的支撐，道路支撐必須滿足加強(qiáng)圍巖和提供更大支撐，更大的收縮和一定的初始支撐，其他要求根據(jù)圍巖狀況和巷道條件，采用不同的支護(hù)形式。

結(jié)語(yǔ)

深部煤礦開(kāi)采工作對(duì)于我國(guó)的煤炭資源開(kāi)采有著非常重要的戰(zhàn)略意義。因此在我國(guó)的煤礦開(kāi)采工作的過(guò)程中，要對(duì)煤礦的深部開(kāi)采給予重視和監(jiān)督管理，保障煤礦深部開(kāi)采的安全和穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]孫建華，張小洲.平煤五礦井下降溫措施與效果[J].煤礦安全，2001，32（4）：20-22.

（作者單位：山東新巨龍能源有限責(zé)任公司）