煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

（陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)長(zhǎng)溝煤礦有限責(zé)任公司 山西 032700）

引言

就目前的煤田地質(zhì)勘探工作來(lái)看，這項(xiàng)工作主要是研究煤田地質(zhì)的分布，采掘過(guò)程當(dāng)中的規(guī)律，以及地質(zhì)條件變化等。通過(guò)對(duì)煤田地質(zhì)的研究和分析從而有效的、科學(xué)合理的研究開(kāi)采技術(shù)和方法手段，當(dāng)中主要包含對(duì)煤田的普查和勘探，也就是說(shuō)，在進(jìn)行煤田開(kāi)采之前，一定要保障這次煤田開(kāi)采是非常科學(xué)合理的，具有良好的發(fā)展前景，具有連續(xù)生產(chǎn)的結(jié)果價(jià)值。只有通過(guò)這樣的地質(zhì)勘探研究分析，才能夠更好的提升煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的有效性，這樣才能夠使煤田地質(zhì)勘探技術(shù)得到更多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，新能源技術(shù)也不斷得到運(yùn)用和推進(jìn)，如果煤炭資源想在能源這個(gè)大市場(chǎng)上有更加廣泛的應(yīng)用，就需要相關(guān)部門不斷的提升煤炭使用效率的經(jīng)濟(jì)安全性。與此同時(shí)也需要提升煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用質(zhì)量和效率。

1.煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的理論基礎(chǔ)

(1)深部流體作用成礦理論

對(duì)于地球當(dāng)中的深部流體作用來(lái)說(shuō)，它主要和煤田等礦物質(zhì)的出現(xiàn)有著密切的關(guān)系。從最近十年當(dāng)中的地殼運(yùn)動(dòng)研究結(jié)果來(lái)看，地殼深層有著非常明顯的運(yùn)動(dòng)，而且礦物質(zhì)資源是在流體運(yùn)動(dòng)的時(shí)候形成的。這種流體作用給地質(zhì)工作人員在煤田地質(zhì)勘探技術(shù)中提供了非常重要的參考依據(jù)。

(2)礦床成礦系列理論

礦床成礦系列理論是指地質(zhì)勘探人員在找尋礦物質(zhì)的時(shí)候非常有效的理論之一。它的成礦原理是指在一定的地質(zhì)勘探時(shí)期，地質(zhì)情況通常和地質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)，不一樣類型的地質(zhì)情境會(huì)產(chǎn)生不一樣的物質(zhì)資源。與此同時(shí)，不一樣類型直接有著非常緊密的礦床自然關(guān)系。依照這一層次就能夠把礦物質(zhì)分為礦系列組合，成礦系列類型，成礦系列等幾種類型。這幾種組合的礦床在不一樣的形式上能夠彼此發(fā)生聯(lián)系，利用分析礦床形成的原理，對(duì)煤田地質(zhì)勘探工作能夠有很好的分類，有效的對(duì)其進(jìn)行開(kāi)采，有很好的指導(dǎo)效果。

2.煤田地質(zhì)勘探前沿問(wèn)題

從所開(kāi)展的地質(zhì)動(dòng)態(tài)分析方面來(lái)看，最常見(jiàn)的巖煤突出，瓦斯爆炸，沖擊地壓，突水等等井下災(zāi)害，這些其實(shí)都是一種動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象。一般都是因?yàn)閹r煤采掘，巖體應(yīng)力再分配，誘發(fā)與引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害狀況，每一種地質(zhì)之間的因素不平衡，原有的自然環(huán)境也受到了破壞。通過(guò)準(zhǔn)確，及時(shí)的對(duì)其煤層底板深度，煤層厚度的變化趨勢(shì)，巷道的掘進(jìn)以及工作面當(dāng)中的內(nèi)部斷層進(jìn)行預(yù)測(cè)，研究分析這些現(xiàn)象和儲(chǔ)量計(jì)算等等。通過(guò)分析這些現(xiàn)象所形成的地質(zhì)機(jī)理，可以提前測(cè)定出采掘階段的巖體應(yīng)該隨著時(shí)空的動(dòng)態(tài)變化。這樣才有可能預(yù)測(cè)動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象是否能夠形成，之后確定并且減弱這些災(zāi)害的發(fā)生。

3.煤炭地質(zhì)勘探的主要技術(shù)

(1)采取地面地震勘察技術(shù)

在進(jìn)行煤田地質(zhì)勘探的時(shí)候，主要是依據(jù)相對(duì)應(yīng)的任務(wù)需求，以及相關(guān)的地質(zhì)情況作為基礎(chǔ)。為了能夠更好的提升煤田效率，通過(guò)衛(wèi)星去進(jìn)行更好的勘探煤田基本狀況，積極的利用遙感技術(shù)等手段去進(jìn)行相關(guān)的勘察工作。在目前看來(lái)，我國(guó)的煤田地質(zhì)勘探技術(shù)基本上處于世界領(lǐng)先地位，主要的操作技術(shù)具體如下，利用地面地震勘察技術(shù)，其實(shí)就是利用地震技術(shù)的二維性，三維性和多波多段地震等技術(shù)手段，在進(jìn)行地質(zhì)勘察之前一定要明確的勘察地質(zhì)的板狀狀況，土壤的組成情況，斷層的發(fā)育規(guī)律等等，有效的對(duì)開(kāi)采區(qū)域的土壤含水量等信息進(jìn)行綜合的分析，以次來(lái)查明土壤形成煤炭資源的可能性大小，而且也需要提出有效的防水，防害等多種措施，使整個(gè)勘察工作的開(kāi)展提供更有效的地質(zhì)材料和礦物質(zhì)資源。地面勘探技術(shù)的方法比較簡(jiǎn)單，探測(cè)的質(zhì)量和效率比較高，但是非常容易受到地面其他物質(zhì)環(huán)境的影響。所以三維高分辨地震勘探技術(shù)在我國(guó)地質(zhì)勘探過(guò)程當(dāng)中的應(yīng)用非常多。

(2)遙感技術(shù)的運(yùn)用

對(duì)于可能存在煤炭資源的地質(zhì)進(jìn)行全面的研究，在這其中包括：地質(zhì)構(gòu)造，土壤結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行研究和分析，為之后的地質(zhì)開(kāi)采等工作提供更加有效的幫助。從地質(zhì)填圖方面來(lái)說(shuō)，它也是煤田地質(zhì)勘探過(guò)程當(dāng)中最基礎(chǔ)的工作和手段。在進(jìn)行煤炭資源評(píng)價(jià)評(píng)估的時(shí)候，如果想建立煤田勘探系統(tǒng)，就需要使用航天遙感，航空遙感，地面遙感等多方面的技術(shù)互相結(jié)合。遙感技術(shù)在地質(zhì)勘察的過(guò)程當(dāng)中主要利用相對(duì)應(yīng)的像片判讀技術(shù)，這是一個(gè)已經(jīng)運(yùn)用在我國(guó)煤田地質(zhì)勘探過(guò)程當(dāng)中很多年的技術(shù)。在地質(zhì)勘探時(shí)包括航空相片，衛(wèi)星相片等多方面的結(jié)合來(lái)有效的提升煤田勘探技術(shù)的效率。

(3)重磁鐵和地質(zhì)雷達(dá)勘察技術(shù)

通過(guò)采用重磁鐵和地質(zhì)雷達(dá)勘察技術(shù)等等，來(lái)開(kāi)展一些煤田地質(zhì)勘探的有關(guān)工作，這已經(jīng)非常廣泛的應(yīng)用到了煤田地質(zhì)勘探，石油地質(zhì)勘探等各個(gè)資源領(lǐng)域。例如，對(duì)山體褶皺和相關(guān)的盆地等地質(zhì)，對(duì)其隱伏地質(zhì)與地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行研究觀察。與此同時(shí)，也可以運(yùn)用礦山，空洞等等不利于勘察山區(qū)和山體基本狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行工程勘察。

(4)測(cè)井勘察技術(shù)

從科技發(fā)展與經(jīng)濟(jì)適用的角度方面分析，地面勘探技術(shù)已經(jīng)逐漸的成為了一項(xiàng)成熟的科技手段。為了能夠把地面勘探技術(shù)順利的轉(zhuǎn)移到煤礦開(kāi)發(fā)井之下，可以選擇采取電、聲和系列物理參數(shù)等技術(shù)去進(jìn)行測(cè)井。其實(shí)從地面轉(zhuǎn)移到井下將會(huì)是煤田地質(zhì)勘探技術(shù)前沿的一項(xiàng)非常重要的發(fā)展方向。在目前看來(lái)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種能夠借助定量研究巖體，準(zhǔn)確的確定巷道周圍的裂縫帶和斷裂帶有深度特點(diǎn)的Rock雷達(dá)系統(tǒng)。這樣才能夠精準(zhǔn)的為煤層定深，定厚從而能夠替代一些過(guò)時(shí)的運(yùn)用技術(shù)。

(5)推廣鉆進(jìn)參數(shù)探測(cè)技術(shù)

在進(jìn)行鉆井的加工過(guò)程當(dāng)中，有很多工人在使用鉆頭時(shí)都依賴感覺(jué)與經(jīng)驗(yàn)去判斷鉆井的狀態(tài)，并且對(duì)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)及時(shí)的做出反應(yīng)，傳統(tǒng)的鉆井技術(shù)與方法沒(méi)有辦法滿足要求。所以，只有不斷的進(jìn)行研究以及利用新的技術(shù)，這樣才能夠使得采礦目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。這些年來(lái)，各個(gè)國(guó)家最重要的不但能引進(jìn)相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)，而且能夠帶來(lái)很多的技術(shù)攻擊，能夠使鉆井技術(shù)得到迅速的發(fā)展。鉆井檢測(cè)技術(shù)不但能夠提高工作人員的工作質(zhì)量和效率，而且能夠提高工作的效率。工作人員可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)快速的對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，從根本上改變他們最開(kāi)始依靠經(jīng)驗(yàn)獲得信息與指導(dǎo)工作的狀態(tài)，從而在一定程度上提升鉆井的速度。

(6)鉆井新技術(shù)的應(yīng)用

伴隨著綜合勘探技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，鉆探技術(shù)的工作量略有減少，但是對(duì)于鉆探技術(shù)靈活性，自動(dòng)化以及效率的要求越來(lái)越大。在勘探煤礦當(dāng)中經(jīng)常見(jiàn)到的是新鉆井技術(shù)，主要有繩索裝載技術(shù)。這是一種全新的技術(shù)，不需要任何的鉆柱，只是簡(jiǎn)單的使用內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，用繩子放置內(nèi)部的襯套，在進(jìn)行鉆孔過(guò)程當(dāng)中收集內(nèi)部襯套的巖基，這是為了能夠在地面上實(shí)現(xiàn)成功的提取。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括：減少勞動(dòng)力，提高工作質(zhì)量和效率，改善經(jīng)濟(jì)與技術(shù)指標(biāo)，這些年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)有所改善。二是鉆井參數(shù)檢測(cè)技術(shù)。在以前的時(shí)候，工人傾向于依據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)于現(xiàn)實(shí)生活的評(píng)估去補(bǔ)充鉆井，從而使得鉆井業(yè)務(wù)更難以標(biāo)準(zhǔn)化。而鉆孔參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)能夠非常有效的解決這些出現(xiàn)的問(wèn)題，并且能夠通過(guò)傳感器等得到鉆孔桿轉(zhuǎn)速，鉆孔的規(guī)則速度，鉆孔壓力等參數(shù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)也是一種鉆孔方法，它使用自然鉆孔曲線與人工斜向進(jìn)刀工具，依照設(shè)計(jì)要求把鉆孔移動(dòng)到目標(biāo)位置。

4.煤田地質(zhì)勘探技術(shù)運(yùn)用和發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)實(shí)踐研究表明，如果想要增強(qiáng)煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的效率，首先需要對(duì)煤田布置正確的理解，只有這樣才能夠?yàn)檎麄€(gè)礦產(chǎn)資源勘察工作提供有效的幫助。也就是要把握發(fā)展的需求，注重突出礦物質(zhì)帶區(qū)，從而篩選出需要對(duì)其重點(diǎn)勘察的區(qū)域，進(jìn)行統(tǒng)一的地質(zhì)勘探工作，增強(qiáng)礦物質(zhì)勘察的部署以及質(zhì)量效率。與此同時(shí)，也應(yīng)該對(duì)勘察工作的范圍進(jìn)行一定程度上的完善，合理的部署相對(duì)應(yīng)的地質(zhì)勘探技術(shù)設(shè)備，由此來(lái)提升勘探物質(zhì)的基本工作質(zhì)量和效率。伴隨著煤田勘察工作的難度不斷提高，單單使用一種煤田勘察技術(shù)去找尋煤田的位置地域是不現(xiàn)實(shí)的。煤田勘察技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)是利用現(xiàn)代化衛(wèi)星科技和電腦當(dāng)中的分析技術(shù)，科學(xué)有效的配合各種各樣的勘察手段進(jìn)行交叉使用，通過(guò)這個(gè)來(lái)找到更為隱性的煤田?，F(xiàn)代化衛(wèi)星技術(shù)的使用，一定要以調(diào)查區(qū)域的土壤煤炭結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)，然后結(jié)合工作區(qū)的成礦地質(zhì)基本條件，從而能夠進(jìn)一步的勘察觀察區(qū)域當(dāng)中是否真的有煤田礦物質(zhì)。通過(guò)科學(xué)合理的研究和分析，找到煤田礦物質(zhì)。從發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光來(lái)看，這些年來(lái)，煤炭等礦物質(zhì)資源已經(jīng)逐漸的成為了非常重要的地質(zhì)信息資料，有關(guān)的勘探設(shè)備也出現(xiàn)了許多，性能不斷的得到增強(qiáng)和完善，靈敏度和準(zhǔn)確性等不斷的得到提升。利用計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行分析，三維圖像等技術(shù)也不斷的得到使用，通過(guò)使用現(xiàn)代化科學(xué)手段多層次，多維度實(shí)現(xiàn)綜合訓(xùn)練發(fā)展。與此同時(shí)，在煤田地質(zhì)勘探的時(shí)候，一定要注意多次進(jìn)行觀察，伴隨著時(shí)間的變化而不斷發(fā)生變化，對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)的變化勘察，這也是煤炭地質(zhì)勘察的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

5.結(jié)束語(yǔ)

總而言之，依據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，通過(guò)利用分析煤炭資料的分布狀況，開(kāi)采情況等，從而在一定程度上增強(qiáng)對(duì)于煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用。積極的結(jié)合有關(guān)的煤田地質(zhì)勘探技術(shù)，增強(qiáng)對(duì)煤田地質(zhì)的研究分析，這樣能夠在一定程度上為煤炭資源的調(diào)查煤田地質(zhì)勘探提供非常重要的理論基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)已經(jīng)開(kāi)采過(guò)的煤田地質(zhì)進(jìn)行分析，加強(qiáng)社會(huì)環(huán)境的保護(hù)工作，注重生態(tài)建設(shè)，從而減少因?yàn)槊禾抠Y源開(kāi)采而導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害。只有這樣才能夠更高效的提升我國(guó)煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的有效性。