煤田地质勘探前沿的发展趋势

煤田地质勘探前沿的发展趋势

发表时间：2019-12-05T10:08:24.773Z 来源：《建筑细部》2019年第13期作者：王仁鹤[导读] 我国的煤炭地质事业已经了走过半个世纪的征程，累计探明煤炭储量达８０００多亿吨，发现了一大批特大矿区，为中国成为世界第一产煤大国作出了重大贡献。王仁鹤

黑龙江省煤田地质物测队黑龙江哈尔滨 150000 摘要：我国的煤炭地质事业已经了走过半个世纪的征程，累计探明煤炭储量达８０００多亿吨，发现了一大批特大矿区，为中国成为世界第一产煤大国作出了重大贡献。根据中国煤炭工业的发展方向，简述目前我国煤田地质勘探中存在的几个问题，并分析了煤田地质勘探技术发展趋势，为煤炭工业的后续发展提供了依据。

关键词：煤田地质；勘探前沿；发展趋势

前言

在新中国成立初期，我国从事煤炭地质勘探工作的仅有２０名技术人员、５００名钻探工和６０台钻机。仅在几个矿区进行简单的地表调查工作。五十年后，中国的煤田地质勘探已发展成拥有１２万大军，包括钻探、物探、水文地质、工程地质、煤质化验、岩矿及古生物鉴定、航空测量、遥感地质等多工种、多专业、多行业的综合性地质勘探队伍。

1.目前我国煤田地质勘探中存在的问题 1.1矿井的开采破坏地质平衡的问题

建国以来，煤炭工业推动我国经济的迅猛发展，但同时也要接受所带来的安全隐患等问题。矿井在开采过程中发生的多数事故都是因为在煤田的开采过程中破坏了原来的自然环境，使原本的地质平衡遭受破坏，致使各种事故的发生。从进行动态地质研究方面来看这实际上是一种动力地质现象，主要原因是岩煤采掘后，自然条件下的各种地质因素之间的平衡遭受破坏，岩体应力再分配，从而引发或诱发出这类灾害性地质现象。通过研究这些现象形成的地质机理，预先测定出采掘阶段岩体应力随时空的动态变化，就有机会预测上述动力地质现象是否会形成，确定并采取杜绝或减弱这些灾害的措施。

1.2我国煤田资源采掘面临的水害防治问题

随着煤矿采掘量不断增大，开采深度向下延深，矿区的水文地质条件非常复杂，出现了多种水害现象。因此，矿区防治水任务越来越重，尤其是水害防治工作在确保煤炭安全、有序和高效生产方面的重要性突显出来。矿井随着采深加大，突水事故时常发生，突水量也日益增大，受到底部岩溶水的威胁。由于这些煤田水文地质条件较为复杂，而且采掘深度不断增大，浅部矿井水治理获得的一些认识往往不适应深部矿井水动力条件。因此，我国煤矿水害防治技术的发展趋势在于：深入研究矿区深部岩溶水形成与运移特征，深部矿井底板岩溶水突出机理，开发突水预测预报技术；开发适应现代机械化开采的采掘区无水险水害防治技术。

1.3煤矿开采对当地环境的污染问题

煤炭企业在开采煤炭资源的过程中出现的环境污染和矿难事故，不但破坏了矿区环境，也阻碍了我国的经济发展和工业化进程。尽管环境污染和矿难事问题已经受到重视，但目前煤炭企业所引发的环境安全问题仍然会发生，如水源污染导致饮用水矿化度严重超标，一氧化碳、二氧化硫造成的空气污染如酸雨现象，还有农耕地地质灾害诸如地裂、地表塌陷、滑坡等现象。煤矿环境安全问题是影响煤炭工业持续发展的关键，加强煤矿矿区环境评价与治理将成为今后重要的工作内容。

1.4煤矿及煤炭业可持续发展的问题

我国煤炭企业存在资源利用率低、市场集中度小、技术水平差、增长方式粗放、安全事故多发、环境治理滞后等问题，在这种现实情况下只有提前考虑和谋划可持续发展的思路、方向、模式和途径，才能发挥优势，趋利避害，提高煤矿生产能力和取得经济效益。在这种情况下，企业需要重视煤田地质基础研究，努力发现新的优质煤炭资源和加大煤炭资源综合勘探技术创新力度，提高勘查精度、质量和效率；围绕高产高效矿井建设，改善矿井安全状况，进一步扩大地质服务领域，促进煤炭开发和环境保护协调发展；以现代地质理论为指导，依靠高新技术，全面提高创新能力，整体提升煤田地质勘查能力和服务水平；改革煤田地质科技体制，建立新型人才机制，创建煤田地质科技创新平台。

2.煤田地质勘探技术发展趋势 2.1煤田地质勘探中的水平钻探技术研究

根据地质设计，在预定地点，使用钻探设备钻穿岩层，得到岩样、水样、土样等实物资料，并通过钻孔进行地下物理测量或地下水动态观测等，在地质勘探中应用最广。水平钻进技术，是由受控定向钻进发展而来。自２０世纪８０年代以来，发达国家越来越重视沿煤层水平钻进的方法，配合随钻测斜技术，极大程度提高了煤田地质勘探的效率。近几年，随着科学技术的提高和研发力度的投入，这项技术迅猛发展，不但能在矿井下沿煤层定向钻进，还能在地面沿垂直—圆弧—水平线轨迹进入煤层钻进，简化了勘探工作量，节省了勘探资金。可在我国的煤田地质勘探发展中，该技术在２０世纪９０年代初期才开始投入使用。

2.2动态地质勘探技术研究

煤矿开采是一个动态的过程，采矿生产是分阶段、分水平实施的，所以采掘地质信息的获取、实时化的地质预报还具有明显的动态特征。因为其具有动态特性，因此在勘探地质现象的形成及其强度时，不能简单地测量只反映原始地质条件的静止数据，而应着重分析基于岩煤层应力或其物性随时间变化的动态特征资料。随着地质工作阶段的不断深入，井下揭露信息日益丰富，地质人员对于地质规律逐渐明朗，地质预报工作的精度也会相应地得到提高。如果可以将煤矿生产所获得的动态地质信息，与包括地面钻探、地面物探、矿井地质、矿井物探等在内的矿井多元地质信息有机地结合起来，实现三维地震信息的地质动态管理，使其服务于高产高效煤矿生产中矿井地质工作的全过程，为综采工作面的高效集约生产提供动态地质保障，必将成为今后煤田地质勘探前沿的发展趋势。

2.3煤矿井下勘探技术研究

据有关国内外资料表明，落差小于５ｍ、长度小于１５０ｍ的断层和褶曲目前采用地面勘探方法不能准确查明。因此，在勘探过程中，有必要采用矿井物探和沿煤层水平钻进技术，对井下开展采区勘探或工作面勘探。基于煤层的密度比上下围岩要小，煤层在地球物理勘探中是一个典型的低速槽，在２０世纪８０年代以前，欧美发达国家首先采用槽波地震勘探技术对井下煤层构造进行勘测。近年来，探地雷达技术发展迅速，南非已经成功开发出一种能准确确定巷道周围裂隙带以及断裂带深度特征的Ｒｏｃｋ雷达系统。显然，从勘探经费角度来说，煤矿井下物探技术费用将远远低于传统勘探手段费用。因此，井下物探技术将是煤田地质勘探前沿的一项重要发展趋势。

2.4综合勘探技术的研究

根据工作区的地形、地物、地貌、地质及地球物理条件和工作重点等，选择正确的勘查技术手段，严格落实多技术手段的施工顺序及相互间的配合，确定适当的工程布置系统及勘查网度，按规定完成地质任务。使用遥感扫面、物探扫线、钻探及测井扫点的工作部署，在具体勘探区，采用重磁资料确定煤系分布范围和基底深度、用高分辨率数字地震控制断层、褶皱和其他异常体的发育，用钻探结合测井方法验证地震勘探结果，并重点控制煤层的变化。通过地震、钻探和测井资料的综合解释研究，可获得高精度的地质勘探成果。因此，综合勘探技术就是把高分辨率地震勘探技术和钻探、测井技术密切结合，使各种手段取得的成果相互印证，又能减少不必要的重复工作，同时对施工过程中的施工技术进行了改进和提高，把多种技术手段的作用发挥到极致的技术集成。

3.结语

综上所述，随着我国经济的发展，对资源能源的消耗和需求日益增大，特别是煤炭资源，因此发展我国的煤田地质勘探工作至关重要。目前我国煤田地质前沿勘探技术与世界先进技术相比还有明显差距，必须加大煤田地质勘探前沿的研究，加快我国煤田地质勘探技术的发展，提高地质经济效益，为我国煤炭事业和经济发展做贡献。

参考文献：

［１］储绍良．矿井物探应用［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社，１９９５．［２］杨永国，等．煤田地质与勘探［Ｊ］．中国煤炭地质，２０１０（２）．