煤田地质勘探技术趋势展望论文

探讨煤田地质勘探的技术分析与趋势展望摘要：随着我国国民经济的发展以及环境保护意识的增强，国内煤炭需求量将逐步增长，煤炭出口量将大幅攀升，需要优质环保型资源，需要进行煤炭资源经济评价和资源资产化管理，需要开展煤矿区生态环境和环境地质评价，需要高集成度、高有序度数字化的资源信息。

根据中国煤炭生产方针、煤田地质特点及世界先进技术发展现状，讨论了煤田地质勘探前沿问题，从提高勘探精度，开展动态地质研究等方面加以论述。

并且展望了煤田地质勘探技术发展的趋势。

关键词：煤田；地质勘探；勘探技术；趋势展望
分类号：f426.1
前言
煤田是我国的主体能源，是能源安全的基石。

煤田地质勘查是煤田工业健康发展的基础，贯穿于煤田工业和国民经济社会发展的始终，它既担负着为煤田工业发展提供资源保
障的重任，又担负为煤田开发、利用、安全和环境保护提供地质服务的责任。

煤田地质发展必须依靠煤田地质科技，煤田地质科技必须围绕着煤田工业发展而开展工作。

建立新型煤田地质勘查体系，推进煤田地质科技创新，是煤田工业健康发展的需要，也是国民经济快速发展的客观要求。

1 煤田地质勘探前沿问题
（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，加之来深不断增大，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。

（2）开展动态地质研究方面，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。

（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以及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，旧帐未清，新帐纷至，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。

（4）从提高勘探精度来看连续作业是煤炭工业现代化或采掘机械化和自动化的特点。

这要求开发前查明所采煤层的细微变化，如煤层厚度、结构和灰分的局部细小变化。

煤层及其顶底板岩石物理力学性质的局部变化等。

但是，世界各国的煤炭证实储量及我国的探明储量均只主要说明煤炭的原地
埋藏数量，并未充分甚至没有提供满足现代开采技术要求的开采地质信息，为适应现代机械化开采，普遍需要补充勘探。

（5）从攻克煤层气开发难关来看，在煤层气试验开发中，目前所遇到的问题是：
多数井煤层气产率低、衰减快，钻井冲洗液污染煤层，完井后坍塌堵孔，水力压裂效果不明显，裂缝短，所占比例低，完井后采气效果差等。

2 煤田地质勘探技术发展趋势
用发展眼光看，近年来钻探仍将成为获取“第一性”地质资料的重要手段。

物探仪器日新月异，性能改进与更新迅速，向高灵敏度、高分辨率、高精确度、遥控、计算机实时控制、处理、数据分析和三维图形显示方向发展：物探方法向多维、多参数测量、多方法组合发展：计算机和信息技术将普及到地质勘探的各个专业、各个作业单元，乃至管理整个勘探系统。

近年来煤田地质勘探技术发展趋势如下。

（1）开发井下勘探技术根据国内外资料，落差小于5m、长度小于150m的小断层及小型褶曲，近期不可能用地面勘探方法查明。

因此，国内外普遍认为，应在采区开采前，在井下开展采区勘探或工作面勘探，其方法包括矿井物探和沿煤层钻进。

基于煤层密度比上下围岩小，煤层是一个明显的低速槽近年来，探地雷达技术发展迅速。

（2）技术先进的采煤国家愈来愈重视采用水平钻进方法沿煤层钻进，并采用与之相配合的随钻测斜技术。

水平钻进技术是由受控定向钻进发展而来的。

近年来，这种钻进技术发展迅速，不仅能在井下沿煤层钻进，还能在地面沿垂直一圆弧一水平线轨迹进入煤层钻进。

（3）研究动态地质勘探技术。

如前所述，危害矿井安全的动力地质现象由采掘活动诱发而形成。

它们具有动态特性。

因此，预测动力地质现象的形成及其强度，不能简单地只凭反映原
始地质条件的静止数据，而应主要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。

高产高效采煤推进速度快，进行动态勘探，即在采掘期间连续多次勘探采区的应力或物性随时间变化很有必要。

（4）加快发展信息技术。

计算机和信息技术现已在煤田地质勘探各个专业推广应用，发展较快。

由于引入了许多高新技术，如并行分布式处理、大容量存储、工作站、多媒体、人工智能和神经网络技术等，目前已能用人机对话方式处理、分析、解释和显示地质勘探数据，一些物探仪器自动化程度高，能在现场作预处理，控制各项操作和质量，选择有关参数。

3 煤田地质工程分析
（1）工程地质特点。

煤田的地层多为半露至全露出地表，地形陡峻，坡度大，地形变化起伏大，冲沟切割强烈，悬崖峭壁较多；岩性组合复杂，岩体易风化，灰岩地层岩溶发育，石灰岩垂直裂隙发育，受开采影响，地面变形和沉降会使石灰岩层的裂隙和风化地层进一步发展，遇暴雨有发生滑坡和岩体崩塌垮落的可能。

矿井开采后采空区上方将发生一定的地表变形与沉降，易发生山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。

（2）勘察技术可以根据勘察程度与精度做出调整，如果提高勘查程度和勘查精度，在500m×500 m网格基础上增加中心孔或者减小孔间距，增加了非常规瓦斯化验测试和钻孔中瓦斯压力测试项目，可以对煤井结构与地质构造有个较为详细的描述理解，地质工作较为完善，生成的地质报告可以满足矿井的采煤或建设的需要。

但由于受勘探阶段已有钻孔布置影响，给补勘插孔带来一定困难。

（3）矿井地质。

预测预报和隐患排查。

落实矿井水文地质，特别是采空区、相邻矿井及废弃矿井老空（窑）积水防治措施；承压水及含水层下开采要制定安全技术措施及地表水监控防范措施。

煤层对比。

煤层对比是以具一定特征的岩层、煤层、岩性组合、旋回结构或一定动植物化石或化石群的岩层作为标志进行的，研究对比煤层，正确判定煤层。

必要时采取井下钻探方法予以查明，杜绝错判煤层。

构造分析。

及时分析矿井和采掘工作面地质构造发育情况，煤层厚度、产状、顶底板岩性及其变化情况，总结其规律性，用以指导生产。

4 结语
根据相关资料分析表明，除少数几个发展中国家外，各主要产煤国家的煤田地质勘探工作量自20世纪80年代以来均明显减少，但用于开发勘探、工作面勘探的工作内容和工作量却明显增多，勘探精度大大提高。

从煤炭现代化生产要求角度看，煤田地质勘探技术与世界先进技术相比尚存在较大差距，因此，必须把握时机，加快我国煤田地质勘探技术的发展，才能满足我国高产高效采煤的需求。

参考文献：
[1]储绍良.矿井物探应用[m].北京：煤炭工业出版社.
[2]罗锐，李宏伟，陈江峰.新安煤田煤层气地质特征研究[j].煤炭技术，2008，（2）.
作者简介：思勤，内蒙古地质工程有限责任公司，地址，内蒙古呼和浩特市新华东街87号；解瑞、呼思乐，河北省地矿局第二地大队。