遥感技术在煤炭地质中的应用现状及前景[1]

!" !" %$ 水文地质调查评价
利用卫星热红外、卫星雷达及多光谱技术， 采 用景观水文地质解译法、 对比解译法和综合解译法 进行区域水文地质条件研究， 实现不同勘察手段的 相互印证，对地下水类型及富水程度进行评价， 圈 定富水区。 实例： 内蒙古自治区锡林浩特胜利煤田露天矿 区供水遥感水文地质调查 在内蒙锡林浩特市胜利煤田共解译和修正断 层 )* 条， 新解译断层 $( 条； 划分构造单元 + 个， 次 级构造单元 * 个；系统修编了第四系成因类型界 线； 重新厘定了新生界玄武岩层次及界线； 圈定有 供水前景的准乌拉吉吐塔拉富水区 $!,*-&’ ）和巴
的证实。
!" !" &$ 煤层气调查评价
应用遥感技术开展煤层气调查评价的技术思 路是以卫星遥感图像为信息源， 从分析研究含煤盆 地的地质特征和煤层气赋存规律入手， 了解含煤盆 地的含气性和渗透率特征。 实例： 山西沁水盆地煤层气遥感调查 通过遥感图像线形要素解译与统计分析、 地表 节理系观测与分析、煤矿井下煤壁构造裂隙观测， 获取分析煤层裂隙发育程度的基础数据， 然后应用
!" $" $% 煤矿区土地复垦和生态环境重建
利用多时相的遥感图像，进行矿区土地利用现 状、 地貌类型、 植被类型和盖度、 地面塌陷、 地裂缝、 固体废弃物等生态环境基本要素解译，结合地面调 查和资料收集， 查明矿区土壤土质、 气象、 潜水位及 生态环境基本要素。为科学合理地制定矿区土地复 垦方案和生态环境重建工程提供依据。
*
中 国 煤 田 地 质
第 !+ 卷
息载体， 在自然条件十分恶劣的西昆仑山东麓完成
计算 机 图 像 处 理 技 术 ， 构造控气分析理论， 遥感线 形要素及其相似维 （./） 分析方法， 煤层构造曲率分 析方法， 古构造应力场、 现代应力场分析方法， 确定 煤层气渗透率发育区块， 进一步选出了沁水盆地的 煤层 气 高 渗 富 集 区 块 为 潘 庄 区 块 、 阳泉区块、 西山 区块、 安泽—沁源区块， 面积约 0 #%%&’$。
作者简介： 张文若 >!"7# — ? ， 男， 教授级高级工程师， 中国煤炭地质 总局航测遥感局局长。 收稿日期： *))&()*()# 责任编辑： 葛晓云
社会效益和经济效益Baidu Nhomakorabea尽管煤炭遥感的总体应用水 平与先进国家相比仍有一定差距，但在煤炭资源调 查评价、煤田火区调查与动态监测等方面的研究水 平正在接近或达到世界先进水平。
$
彦宝力格富水区 （$%,-*&’ ） ， 并得到其后钻探资料
$
!" (" ($ 煤矿区地质灾害调查和评估
划分地质灾害易发区域， 评价易发程度， 为防 治地质灾害隐患， 建立地质灾害监测网络提供基础 资料， 通过综合分析研究， 编制 “地质灾害危险性分 区评估图” ， 进行地质灾害危险性现状评估、 预测评 估及综合评估，并提出相应的防治工程措施和建 议。 实例： 陕西省彬长矿区小庄煤矿地质灾害危险 性评估 根据矿井地质环境、 开采地质条件、 煤层结构 特征、 地质灾害现状、 预测等综合分析评估划分 !!
!" #" $% 煤矿水害预测
通过遥感图像解译和分析，可以查明煤矿区断 裂构造网络体系， 应用构造解析方法， 查明与煤矿突 水有直接关系的导水断裂的走向、性质、产状和规 模， 进而确定控制突水的强径流带的位置、 宽度和流 量。 实例：太行山东麓燕山东段南麓煤矿水害遥感 应用研究 通过图像解译和调查，探明了线形构造网络和 环形构造样式及其与矿区岩溶、 地下水径流方向、 矿 井含水充水层和突水之间的关系；并利用热红外测 试手段成功地探测了矿区的地下暗流；总结出煤矿 突水点的分布规律， 指出突水点一般分布于： !断裂 的交汇部位的锐角一侧； “入” 字 " 主干断裂旁侧的 形小构造； # 断裂密集带； $ 主干断裂横张结构面； 并查明凤凰岭断裂强径流带、 朱村断 %断裂消失端。 裂强径流带、方庄断裂强径流带与矿区突水有直接 关系。
应用航空大比例尺图像和航天高分辨率图像， 进行污染源解译、 大气污染解译和植被危害解译， 开 展实地调查、 植物波谱测试和统计分析， 查明酸沉降 污染的范围和对环境的影响程度，应用计算机模拟 方法建立酸沉降污染扩散模式，预测酸沉降污染的 发展趋势。 实例： 四川高硫煤资源及其对环境的污染调查 通过图像解译、 地面调查测试和综合分析， 将四 川省酸沉降污染分为酸化重度污染、 酸化中度污染、 酸化轻度污染 ! 个级别，并建立了各类污染源对污 染评价点的贡献模式， 通过对 "--# 年酸沉降模拟计 算，预测了 (%%% 年、 (%%. 年、 (%"% 年四川省高硫煤 粗放型开采利用方式、合理开采利用方式的酸沉降 污染发展趋势。
第 !# 卷 * 期 *))& 年 % 月
文章编号： （*))& ） !))%("!;; )*()))7()%
中 国 煤 田 地 质
!"#$ %&"$"%’ "( !)*+#
@AB<!# CA<* =5D< *))&
遥感技术在煤炭地质中的应用现状及前景
张文若， 康高峰， 王 永
（中国煤炭地质总局航测遥感局， 陕西 摘 西安
现有的地形图大部分为 *) 世纪 #) 年代以前产 品， 和现在的实际地理要素相比， 道路、 居民地、 行政 区划、 自然保护区等变化很大， 作为煤田地质填图的 基础底图， 现有地形图已无法满足实际工作需要， 因 而需要更新。 卫星遥感影像数椐实时性强， 覆盖面广， 已成为 获取和更新国家基本比例尺地形图和国家基础地理 信息系统不同种类、不同尺度数椐库所需信息的重 要途径。
(期
张文若： 遥感技术在煤炭地质中的应用现状及前景
,
个危险性区段。其中危险性大区 ! 个，面积约 面积 #"$(+&’(， 危险性 "#$#%&’()危险性中等区 * 个， 小区 ( 个， 面积约 "!#$#,&’(。并指出在矿区矿井建 设和煤层开采过程中应注意的地质灾害隐患，采取 合理可行的开发建设方案。
!"# 万煤田地质填图 $ $#%&’ ，查清了煤层的层数、
$
厚度以及空间展布规律， 确定了区域地质构造形态 和赋煤构造样式， 为聚煤规律研究和煤炭资源评价 提供了地质依据。
!" !" #$ 煤炭资源调查评价
以多种卫星遥感图像为信息源， 最大限度地提 取调查区内有关地层 （特别是含煤地层） 、构造信 息， 结合前人资料分析研究区地质构造特征及煤田 地质 基 本 特 征 ， 并开展野外调查验证工作， 了解含 煤地层的发育特征及煤层的赋存状态， 研究聚煤规 律， 圈定含煤远景区。 实例： 鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价 通过遥感图像处理和信息提取， 确定了主干断 裂及断裂线形构造 !( 条，编制鄂尔多斯盆地构造 格架与含煤区分布图， 特别是近东西向的中宁—离 石隐伏断裂、 北东向的左云—庆阳隐伏断裂和近南 北向的天池—环县隐伏断裂的发现， 为鄂尔多斯盆 地二级构造单元分区以及分析中生代含煤地层的 沉积环境、 聚煤规律和成煤后的构造改造作用提供 了重要的地质构造依据。
!" !" ’$ 小煤窑调查
应用高分率卫星图像 （如 1234&5367 、 89:;#） <结 合煤 田 地 质 资 料 ， 通过解译和对比分析， 判断煤堆 和煤矸石堆的新鲜程度， 进而确定小煤窑的关、 停、 采状态以及生产年限； 并对小煤窑的可采状况进行 长期 的 动 态 监 测 ； 防止小煤窑偷采、 乱采和破坏生 态环境。
!$ !$ &% 高精度煤田地质填图
以遥感图像为载体，通过多元地学信息复合分 析和处理， 重点提取含煤地层、 控煤构造、 水文地质、 工程地质和环境地质信息； 布置野外填图路线， 进行 煤田地质填图， 确定地层、 煤层、 构造位置； 然后根据 野外填图获取的地质资料， 应用 /012 软件编制剖面 图、 柱状图； 应用 345012 软件编制煤炭地质图。 实例： 新疆和田地区 !67 万 -,89:93 卫片煤田 地质填图 以 -,89 数据和 93 数据复合的卫星图像为信
;!))7% ）
要： 介绍了遥感技术在煤炭资源调查和评价、 煤矿区地质灾害调查和评估、 生态环境 及 污 染 调 查 评 价 和 监 测 以
及煤矿三维可视化仿真规划系统建设方面的应用研究现状及所取得的主要成果， 并结合遥感技术的发展方向， 展望 了其在煤炭地质中的应用前景。 关键词： 遥感技术； 煤炭地质； 应用现状； 前景展望 中图分类号： ,&!#<!! 文献标识码： =
!"" 应用研究现状
遥感技术应用于煤炭地质调查和评价初期， 当 时只是一种辅助手段，但随着遥感技术方法的不断 深入和完善， 特别是在煤炭地质填图、 构造分析、 煤 矿区灾害评估等方面的成功应用，证明了遥感技术 在煤炭地质中的应用有着其无法替代的作用，因而 煤炭遥感应用研究技术得到了跨越式的发展。
!# !" 煤炭资源调查评价 !$ !$ !% 地形图更新
!" &% 煤矿三维可视化仿真规划系统
承 !"#! 年$国内第一支煤炭遥感机构正式成立， 担了国家科委 “六五” 重点科研课题 “遥感技术在大 兴安岭西坡中段、太原西山煤田普查工作中的应用 研究” 。 总结和发现了煤层及煤系在地面光场内和热 场内的波谱特征，建立了煤层热红外辐射周日变化 分带模式， 确定了煤炭遥感的理论基础， 建立了应用 遥感技术进行煤炭地质调查工作方法和程序。 “煤 炭 部 遥 感 地 质 应 用 中 心 ” 正 式 成 !"#% 年， 立， 通过设备引进和技术改造， 遥感技术进一步扩大 了应用领域， 在煤矿生产的水害防治、 矿井突水的预 测预报、 煤矿区地质灾害和环境调查、 煤炭火烧区调 查和监测等方面发挥了重要作用。 先后完成了 “鄂尔 多斯盆地构造特征的遥感地质研究” 等项目。 进一步 奠定了煤炭遥感的地位。 煤航 遥 感 应 用 研 究 院 成 立 ， 随着计算 !""& 年， 机软、 硬件技术的飞速发展及计算机技术的普及， 遥 感技术发生了突破性的飞跃， 在煤炭资源调查评价、 煤矿区灾害调查与监测、 生态环境调查与动态监测、 煤矿管理信息系统研建方面，遥感技术的优势得到 了充分发挥。 先后完成了 “中国北方煤田火区调查与 研究” “ 云南三江地区煤炭资源调查评价” 、 “ 黄河中 上游地区生态环境遥感 调 查 ” 、 “#&’(’)# 西 部 金 睛 行动” 、 “国家 #&’ 秦始皇陵墓考古探测”等项目， 取 得了一系列高水平的研究成果。 经过不断探索、 创新和发展， 煤炭遥 *) 多年来， 感技术已形成了航空高光谱、 航天高分辨率、 地面探 测 以 及 +,-、 “’-” 技术应 +.- 相 结 合 的 较 为 完 善 的 用研究体系，完成了各类遥感应用研究项目近 *)) 项， 获得国家级、 省部级奖励 ’) 余项， 取得了良好的
!" ($ 煤矿区地质灾害调查和评估 !" (" !$ 煤层自燃环境调查研究
以煤层自燃的地质规律为理论依据， 以遥感技 术为 主 要 手 段 ， 以地理信息系统为平台， 建立煤田 火区动态监测系统， 为煤矿防灾、 减灾、 环境监测和 治理以及政府决策提供依据。 实例： 中国北方煤田自燃环境监测 以遥感技术手段为支撑，结合地面调查和测 试， 查明了中国北方煤田火区主要分布于侏罗系煤 田特厚煤层地区， 集中分布于北纬 )#=>0#= 之间， 总 的 趋 势 是 西 强 东 弱 。 煤 田 火 区 共 计 #* 处 ， 面 积 正 在 燃 烧 的 面 积 大 !->$%&’$， 年损失煤炭 -$%&’$， 资源量 ! %%%>! )*% 万 ? ，破坏优质煤资源量约 $ 亿 据估算北 ?。分析了煤层自燃引发的环境污染现状， 方 煤 田 火 区 每 年 向 大 气 排 放 @:0(,%$ 万 ’)、 其它有害物质 !!,%$ 8:$#!,0- 万 ’)、 @A$)%,%% 万 ’)， 万 ’)， 严重污染大气层， 在低空造成有害物质严 重 超标 ， 在中空对流层形成大范围的酸雨， 在高空形 成地球的温室效应。建立了中国北方煤田火区信息 系统， 动态监测煤田火区燃烧范围、 跟踪火势发展， 检查灭火效果。