煤田地质勘探技术及施工原则

浅谈煤田地质勘探技术及施工原则

[摘要]随着社会的发展与进步，重视煤田地质勘探技术及施工原则对于现实生活具有重要的意义。本文主要介绍煤田地质勘探技术及施工原则的有关内容。

[关键词]煤田地质施工原则勘测技术

中图分类号：tu39 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）17-336-01

引言

煤田勘探是在找煤、普查之后，确定有建设开发价值的有利地区内进行。根据煤炭工业规划的需要，进行矿区详查勘探或井田精查勘探。勘探工作是对区内地质、开采技术及经济条件等进行详细研究，做出工业评价，提供满足煤矿建井设计与开采需要的地质资料。这是煤田在建设过程中重要的一步，同业者应予以高度重视。

一、我国煤田地质勘探存在的问题

1.1 从完善矿井水防治与保水采煤研究方面来看，随着采深增大，突水事故经常出现，突水量也日益增大。由于这些煤田水文地质条件特别复杂，加之采深不断增大，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是：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。

1.2 从开展动态地质研究方面来看常见的岩煤突出、瓦斯突出、

冲击地压、突水、井筒破裂等井下灾害，实际上是一种动力地质现象。这些现象均与岩体应力场有关。主要起因于岩煤采掘后，原有自然条件下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，事先测定出采掘阶段岩体应力随时空的动态变化，就有可能预测上述动力地质现象是否会形成，确定并采取消除或减弱这些灾害的措施。

1.3 从加强环境地质勘查与灾害地质防治方面来看由于矿区在天然条件下以及因开发而使地质体系遭受破坏，从而可能形成一系列环境问题，如耕地破坏、水源污染、沙化，粉尘、一氧化碳、二氧化硫造成的大气污染等更具破坏性的灾害地质现象，如地裂、地表塌陷、滑坡乃至诱发地震。由于历史原因及煤矿不断开发，旧账未清，新账纷至，所产生的问题相当严重，煤矿环境问题是制约煤炭工业可持续发展的关键因素之一，今后矿区环境评价与治理将成为开发部门重要的工作内容。

二、煤炭地质勘探技术

煤炭资源在地壳中的分布受地质构造条件控制。同其他地质资源相比，煤田的分布范围较广。但煤田地质构造类型复杂，表层条件各异（山区、平原、水下、沙漠、戈壁），物性条件多变，勘探深度变化大，能从数米到1500多米。地质勘探的主要任务是为矿井设计提供可靠的地质资料，其成果要满足选择井筒、水平运输巷、总回风巷的位置和划分初期采区的需要，保证井田境界和矿井井型

不致因地质情况而发生重大变化，保证不因煤质资料而影响煤的既定工业用途。对于采用现代综合机械化采煤设备的矿区，还应查明落差或起伏仅十余米、数米或更小的断层、褶皱，使开采计划切实可行，不致因小构造不清影响煤炭产量。因此，煤田物探工作的特点是：精度要求高；使用的地球物理勘探方法种类较多；与钻探配合密切；需要解决的地质问题多，而且常常难度也较大；对浅层数米和深达1500多米的勘探对象都要求有高的分辨率。

常用的煤田物探方法：

（1）重力勘探。该方法主要利用重力仪对地质体的重力场和重力异常进行探测，以确定某地质体的性质、空间位置、大小和形状的一种地球物理勘探方法。

（2）磁法勘探。该方法通过观测和分析由岩石、矿石（或其他探测对象）磁性差异所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源（或其他探测对象）的分布规律的一种地球物理勘探方法。（3）电法勘探。电法勘探 electrical prospecting 根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质（如导电性、导磁性、介电性）和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。主要用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问题。

（4）地震勘探。该方法利用地下介质弹性和密度的差异，通过

观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法叫作地震勘探。地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。

（5）地球物理测井。地球物理测井简称测井，是在钻孔中使用测量电、声、热、放射性等物理性质的仪器，以辨别地下岩石和流体性质的方法，是勘探和开发油气田的重要手段。地球物理测井的应用范围如下：确定井剖面的岩石性质，评价油（气）、水层，发现煤、金属、放射性等矿藏，并确定其埋藏深度及有效厚度；测量计算储量所需要的各种地质参数，如岩性成分、孔隙度、饱和度、渗透率煤田储量计算参数等；确定地层倾角、岩层走向和方位，以及钻孔倾角和方位角，研究沉积环境等；检查井下技术情况，如检查固井质量和套管破裂情况等；发现和研究地下水源（淡地层水）。（6）和遥感物探。遥感物探是指在距离相当遥远的位置上，用各种传感器感（探）知地面物体辐射（或反射）的电磁波信息，以查明地质的或地学的各种情况的方法，也称“遥感地质”。所用电磁波的波段为紫外-可见光-红外-微波。航空摄影是最早的遥感方法，20世纪40年代开始较广泛地用于地质工作，称为“航空地质”。其中以地震法、电法和测井应用得最广泛。

现阶段煤田地震勘探解决的主要地质问题包括：确定覆盖层厚度，进行覆盖层下的地质填图，圈定煤系赋存范围，探测同煤层有关的地质构造，确定煤系基底深度等。此外，三维地震技术、横波

技术、矿井高分辨率地震勘探技术等也在煤田勘探开发中取得了良好效果。

三、勘探工程施工的原则

勘探区的各种勘探工程的施工顺序，应按照由已知到未知，先地面后地下，先浅后深，由稀而密的原则安排，同时也必须结合具体情况灵活掌握与运用。

3.1由已知到未知的原则

是根据已进行过研究和揭露地区的地质资料，来推断未揭露地区地质情况而依次布置勘探工栓。这条原则常运用于新区的煤田普查工作、地质构造复杂的地区和掩盖式煤田追索地质构造和煤层露头等，根据已知勘探工程资料，逐步向未知地区布置和施工勘探工程。

3.2先地面后地下、先浅后深的原则

即先进行地表和浅部的地质工作，在搞清和掌握地表和浅部的地质特征和规律的基础上，分析和推断地下深处的地质变化，再进行深部勘探工程的施工。这是因为掌握地表及浅部地质特征和规律后，有利于指导深部的地质勘探工作。地表及浅部地质规律，可以通过地质填图或采用山地工程，经直接观测与研究获得第一手资料，而这些资料最为正确可靠。

3.3由稀而密的原则

指勘探工程的间距（线距与孔距）应随着不同勘探阶段要求的提高而相应地加密。在同一个勘探阶段内，勘探工程的施工也应由稀而密，除优先施工主导勘探线工程之外、一般先施工基本工程，后