論煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

田小燕

（甘肅煤田地質(zhì)局一四五隊，甘肅 張掖 734000）

煤田地質(zhì)勘探活動主要包括煤田調(diào)查和煤田定位勘探兩個方面。其中，煤田定位勘探活動是建立在煤田調(diào)查活動基礎(chǔ)上的，開展這些活動的目的是確保煤礦采集的準(zhǔn)確性，在對礦山進行藍圖設(shè)計或是在煤礦開采時能探測出此礦床是否具有開采價值，據(jù)此對后續(xù)的開采活動進行詳細的設(shè)計[1]。

1 煤田地質(zhì)勘探的必要性以及學(xué)術(shù)理論

1.1 必要性

隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，我國的采煤產(chǎn)業(yè)鏈也在不斷更新完善。因為我國的新能源種類也在不斷增加，所以煤炭產(chǎn)業(yè)只有在市場上占據(jù)一定的份額、保持極強的生命力，才能在不斷更新?lián)Q代的能源市場上站穩(wěn)腳跟。除此之外，煤礦采集活動要盡力保證效率、質(zhì)量和安全，在此基礎(chǔ)上更好地進行煤田地質(zhì)勘探活動[2]。

1.2 深部流體成礦理論與煤礦資源形成的關(guān)系

深部流體成礦理論是支撐煤田地質(zhì)勘探活動展開的一大理論基礎(chǔ)，核心之處在于礦產(chǎn)資源的形成原因是地球地殼的流體運動，而相關(guān)人員也對近一二十年的地殼流體運動進行了深入研究，證實了地殼是在不間斷地進行不規(guī)則運動的，而且礦藏資源一般會在地殼運動活躍的地方出現(xiàn)，地殼運動越活躍，礦藏資源就越豐富、種類就越多。所以，地殼流體運動理論為我國煤田地質(zhì)勘探工作者提供了一定的學(xué)術(shù)支持[3]。

1.3 礦床成礦系列理論與煤礦、地質(zhì)的關(guān)系

礦床成礦理論是幫助煤田地質(zhì)勘探工作者進行煤礦發(fā)掘活動的另一大學(xué)術(shù)理論，礦床成礦理論是指地球在每一個特定的地質(zhì)階段都會有相應(yīng)的礦床，這些礦床的形成都是有聯(lián)系的，且是被自然組合出來的，不同的地質(zhì)區(qū)域有不同的礦產(chǎn)資源，按照礦產(chǎn)區(qū)的層次，可以把成礦系列分為成礦系列組合、成礦亞系列、成礦系列類型、成礦系列等層次，這些礦床組合會與各種層次形成一定的關(guān)聯(lián)，能為煤田地質(zhì)勘探活動提供強力幫助。

2 現(xiàn)今煤田地質(zhì)勘探所使用的技術(shù)

煤田地質(zhì)勘查活動要完全貼合勘探任務(wù)，并輔以對地質(zhì)的觀察與研究，得知探測地區(qū)的地質(zhì)條件與煤礦質(zhì)量。在進行煤田地質(zhì)勘探活動時，我國工作者一般選擇地圖測繪、地球地殼運動探測、化學(xué)勘探、鉆頭探究、采樣探測以及地球遙感等技術(shù)，能夠?qū)γ禾锏刭|(zhì)進行多方面的探測與處理。目前，我國的煤田地質(zhì)勘探技術(shù)水平正處于世界前列，主要的勘探技術(shù)手段有以下幾種。

2.1 勘探地區(qū)地震研究技術(shù)

勘探地區(qū)地震研究技術(shù)一般會使用高分辨二維地震法、三維地震感知法、多波多分量地震感知法等若干方法進行勘探，在對煤田勘探地區(qū)進行藍圖設(shè)計前，該技術(shù)可以查明區(qū)域內(nèi)煤礦層的煤炭存量以及地殼板部的起伏規(guī)律特征、地殼板塊斷層處煤礦的發(fā)育規(guī)則，能夠?qū)γ簩拥姆至呀缓献呦蛱庍M行定位，也能探測到煤層處土壤的含水量，并為下一步的開采計劃提供防水災(zāi)預(yù)警，同時勘測出該區(qū)域的地質(zhì)問題，對地面塌陷問題作出及時預(yù)警與補救。由此可知，該技術(shù)會對煤田地質(zhì)勘探活動產(chǎn)生重要影響。

與傳統(tǒng)礦井物體探測方法相比，地表物體勘探法工程量小、設(shè)備搭建簡單、勘探成果豐富，但該方法也是有缺點的—比較容易被煤田內(nèi)地表狀態(tài)所影響。所以，在地表條件較為優(yōu)秀的情況下，三維高分辨率地震勘探技術(shù)是進行煤田地質(zhì)勘探活動最理想的方法。

2.2 遙感技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探活動中的應(yīng)用

為了勘探含煤礦地區(qū)的地表條件，對煤礦區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地層構(gòu)造條件、煤礦帶以及煤礦質(zhì)量作出準(zhǔn)確的調(diào)查，并對以后的地質(zhì)勘探工作作出合理指導(dǎo)。地質(zhì)填圖法漸漸成為煤礦勘察工作中最基礎(chǔ)的檢測方法，也能夠運用到城市地籍信息系統(tǒng)中，為系統(tǒng)的建立作出一定的貢獻，并能夠應(yīng)用到航空航天遙感、城市地面遙感技術(shù)中去。

在煤田地質(zhì)勘探活動中，遙感技術(shù)也在充分發(fā)揮作用。在運用遙感技術(shù)對煤礦區(qū)進行地質(zhì)勘察時，可以對地表照片進行判斷，從而更好地對該地區(qū)的地表狀況作出結(jié)論。從根本上來說，遙感技術(shù)就是一種行之有效的勘探技術(shù)，而且這些照片中包括可見光航空像片、多光譜衛(wèi)星像片等多種形式的像片，工作者通過分析研究這些片，就能為地質(zhì)填圖、地質(zhì)條件、煤礦分布及產(chǎn)量等方面的研究活動提供理論基礎(chǔ)。

2.3 重磁電及地質(zhì)雷達勘查技術(shù)的應(yīng)用

在進行煤田地質(zhì)勘探活動時，一般會使用瞬變電磁法、高精度磁法、高精度重力法、直流電法（含高密度電法勘探）、地質(zhì)雷達等手段進行研究，其目的是得到準(zhǔn)確嚴謹?shù)目睖y數(shù)據(jù)。重磁電和地質(zhì)雷達勘測法一般適用于對煤田地質(zhì)、石油資源所在處和海洋河流區(qū)域的勘測。該技術(shù)能探測出區(qū)域內(nèi)地層斷裂處和地表凹陷處的準(zhǔn)確情況，同時還能對地表的地質(zhì)構(gòu)造進行準(zhǔn)確分析。在對礦山中煤礦資源的剩余量進行檢測的同時，還能對山體空洞作出預(yù)報，幫助工作人員完成下一步的礦產(chǎn)挖掘工程設(shè)計。

2.4 測井勘查技術(shù)

如果從我國勘探技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展的方向來看，地表勘測顯然已經(jīng)是礦產(chǎn)業(yè)中最實用的一項技術(shù)，勘測人員需要把用于地表勘測的設(shè)備移送到礦井之下，然后使用電波、聲波等一系列物理手段監(jiān)測礦井狀態(tài)?，F(xiàn)今的勘測技術(shù)種類越來越多，例如水利勘測礦井及煤礦層氣測井等，而且將監(jiān)測范圍從地表移動到礦井下也是我國煤田地質(zhì)勘探發(fā)展的必然趨勢。直到目前為止，國外已經(jīng)開發(fā)出了一種新型雷達勘測技術(shù)，可以監(jiān)測巖石質(zhì)量并準(zhǔn)確定位煤田礦道周圍的裂縫以及斷層范圍，甚至可以精準(zhǔn)判定煤層的厚度與深度以及煤層外土層的深度和厚度，這種雷達技術(shù)能夠很好地取代一些傳統(tǒng)過時的勘測技術(shù)手段，力求保證煤田地質(zhì)勘探活動的質(zhì)量與時速。

3 中國煤田地質(zhì)勘探目前遇到的問題

目前，我國的煤田地質(zhì)勘探技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進步，技術(shù)手段也漸漸與國際接軌，綜合來看，產(chǎn)生的問題主要有以下幾點。

3.1 動態(tài)地質(zhì)引發(fā)的災(zāi)害

近年來，地質(zhì)研究人員又重新審視了動態(tài)地質(zhì)問題，并作出了一定的研究。從研究圖像反饋來看，在進行煤田地質(zhì)勘測活動時，經(jīng)常出現(xiàn)巖煤突出、瓦斯溢出、地下水突出、礦井破裂等一系列情況，其實就是一種動態(tài)地質(zhì)現(xiàn)象。動態(tài)地質(zhì)現(xiàn)象一般發(fā)生在巖層煤礦采集時，巖石本體壓力與重心突然改變，產(chǎn)生了上述危險情況，其根本原因就是巖石與煤礦之間的平衡出現(xiàn)了問題。煤田地質(zhì)勘測人員應(yīng)對煤礦層的厚度進行實時監(jiān)測，并及時向前線勘測人員匯報情況，對出現(xiàn)的緊急情況作出合理預(yù)警等。如果能夠明確壓力偏移現(xiàn)象的本質(zhì)原理，要提前對勘測地區(qū)的巖體進行采樣和詳細研究，就很有可能實現(xiàn)“提前預(yù)警、提前防范”，這樣就可以減小地質(zhì)災(zāi)害給前線勘測人員造成的傷害，將勘測危險降到最低。

3.2 礦井水的合理處理與應(yīng)用

礦井水的處理一直是煤田地質(zhì)勘探工作過程中的重難點，若是僅著眼于治理礦井水并繼續(xù)采集煤礦，隨著后期煤炭開采量越來越大，礦井水的水量就會越來越多，礦井中涌入大量的地下水，不僅會破壞環(huán)境造成污染，嚴重時還會導(dǎo)致勘探人員和采集人員傷亡，從而使大量煤礦無法被開采利用，這些問題都在限制著我國煤炭業(yè)的發(fā)展。對于礦井水的處理問題，可以從以下幾方面作出思考：（1）對礦井水產(chǎn)生的原因進行研究，從源頭治水；（2）改進計算機智能預(yù)報技術(shù)，利用先進的科技防治礦井水；（3）針對礦井水的涌入特征，開發(fā)新型排水儀器，實現(xiàn)及時探測、及時排水。

3.3 及時預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害問題

因為我國的煤炭在不斷被開發(fā)，所以環(huán)境地質(zhì)問題一直是人們熱議的話題。目前，我國煤礦開發(fā)的過程及手段都較為松散，許多開發(fā)企業(yè)的操作手段并不嚴謹，所以地質(zhì)體系中產(chǎn)生的問題也越來越多，造成許多環(huán)境問題，如耕地破壞、沙塵暴、粉塵污染、水資源減少、有害氣體侵蝕大氣層造成大氣污染以及各種地表斷裂塌陷、山體滑坡等現(xiàn)象，不斷限制著煤田地質(zhì)勘探工作的有序進行。所以，國家相關(guān)環(huán)保部門需要對礦區(qū)的環(huán)境狀況和后續(xù)治理狀況進行實時監(jiān)督，煤礦業(yè)的地質(zhì)勘探部門也要合理選擇勘探手段，選擇合法合規(guī)的勘探儀器，盡量減少環(huán)境污染，實現(xiàn)“在綠色中發(fā)展”。

4 煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展

目前，煤礦發(fā)掘工作的難度在逐漸增加，只用一種勘探手段尋找隱伏礦明顯是不現(xiàn)實的。煤礦勘探工作需要運用多種手段，只使用一種手段會造成誤判、漏判，切記要多種手段綜合使用、交叉進行，以保證勘探工作的準(zhǔn)確率。

物化勘探法是一種需要煤田地質(zhì)信息作為勘探基礎(chǔ)的勘探方法，其傳遞出來的信息需要結(jié)合勘探區(qū)的地質(zhì)條件來使用。在使用物化勘探法時，工作人員要堅持二者合一的探究思路，既不能只看地質(zhì)條件信息，又不能只用物化勘探法來進行工作，只有二者結(jié)合，才能得到最理想的結(jié)果。大量實驗研究顯示，尋礦工作主要還是要尋礦部門大力投入研究，對尋礦工作進行創(chuàng)新，重新審視工作布局，這樣才能讓礦產(chǎn)資源勘探活動得到穩(wěn)定有序的發(fā)展。這種理念得到了國內(nèi)外業(yè)界人士的一致認同，因為尋礦的重大發(fā)現(xiàn)往往都建立在精密研究與統(tǒng)一協(xié)調(diào)的團隊合作之上。

除此之外，還要將煤礦業(yè)與市場需求聯(lián)系起來，突出自身礦產(chǎn)種類優(yōu)勢，并轉(zhuǎn)化為市場營銷優(yōu)勢。同時，要大力引進國外新型勘探手段與儀器，在減少勘探污染的同時，提高勘探準(zhǔn)確度和工作效率，縮短勘探時間。煤礦勘探部門還要及時遴選重要的勘探區(qū)域和勘探項目，實現(xiàn)地質(zhì)勘探工作的規(guī)范、統(tǒng)一，在提高工作效率的同時，兼顧完善勘探手段的任務(wù)，盡量為業(yè)界煤田地質(zhì)勘探人員作出表率，提高煤礦企業(yè)的利潤率，促進國家煤炭業(yè)的發(fā)展。

5 結(jié)語

我國煤炭礦產(chǎn)資源分布較為規(guī)律，勘探過程及手段也在不斷被完善，開發(fā)現(xiàn)狀可謂是如火如荼。相關(guān)礦產(chǎn)業(yè)人員應(yīng)把握好對煤田地質(zhì)的勘探程度，同時還要適當(dāng)與其他業(yè)內(nèi)人員討論勘探技術(shù)與手段，并重視開發(fā)后煤田的環(huán)境保護問題，要踐行“綠色、科學(xué)”的社會發(fā)展觀，在做好煤田地質(zhì)勘探工作的同時，更新勘探手段，保護生態(tài)環(huán)境。