对煤矿矿区地质勘探工作的探讨和研究

摘要：煤田地质勘探工作是一项非常重要的工作, 它关系着煤矿设计、建设、生产、安全等工作, 不容忽视。本文就结合煤田地质勘探工作的实际情况，探讨了地质勘探中技术和设备的要求，为矿区指明了发展前景，为煤炭的后续开发提供依据。

关键词：煤矿矿区：地质；勘探技术

引言

煤是目前我国非常重要的能源之一,同时煤也是冶金工业和炼焦工业的重要

原料。随着煤的液化和气化技术研究的进一步深入, 以煤为原料生产燃料更进一步促使煤在能源中的比重加大, 并且在煤或煤灰中还能够提取有利用价值的金属元素如金、锗、铀、镓、钒等。煤资源埋藏于地下, 使其具有隐蔽、稀少和复杂的特点。因此,煤田资源的勘探难度大、成本高。煤田地质勘探的最终目的是为煤矿建设设计提供煤炭资源、储量和开采技术条件等提供必须的地质资料, 以便大大地减少开发风险和获得最大的经济效益。为了进一步要精确地探明矿区以煤为主的矿产资源, 发现煤田矿床并查明具体的矿体分布、矿产的质量、数量、种类、开采利用条件、技术经济评价及应用前景, 以满足国家建设或矿山企业需要的各种地质勘查工作。在煤田地质勘探过程中就必须要合理地运用各种地质科学理论, 选择高效经济的勘探技术和钻探技术, 探明地质构造、地层、煤层、煤质、储量及开采条件等,以便实现煤矿床及与含煤岩系伴生的其它有益矿产的正确评价, 进而为煤矿设计、建设和生产提供最可靠的地质资料,从而保证煤炭资源合理利用和开发。因此, 分析和研究矿区的煤田地质与勘探具有巨大的经济价值和现实需要。

1煤田矿区地质勘探概述

煤地质学是以地质理论为基础,研究关于煤、煤层、煤盆地、含煤岩系及与煤共生的其它矿产的成因、物质成分、性质及其分布规律的学科。煤田地质学与大地构造学、构造地质学、矿床学、沉积学、石油地质学及地球物理探矿等密切相关。煤田地质勘探是运用地质科学理论和技术,选择相应的方法和技术手段,以查明地质构造、地层、煤质、煤层、储量及开采条件,以便正确地评价煤矿床及与含煤岩系伴生的其它有益矿产,从而研究、分析和探测煤矿床资源,为煤矿的设计、建设和生产提供较可靠的地质资料,从而使煤炭资源能够合理地开发。

2 我国煤田地质勘探前沿问题

从我国煤田地质特点及世界先进技术的发展现状来看，我们可以看出，近年来我国煤田地质勘探前沿问题可概括为以下几个方面。

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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。

2.5 从攻克煤层气开发难关来看

近年来许多国家正在把煤层气作为一种能源进行研究，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。显然，研究我国煤层渗透率低的原因、渗透率变化规律、煤层气富集和高产因素、煤层力学稳定性和破坏规律，开发适于我国低渗率煤层的钻井、完井、采气和增产实用技术，探索我国煤层气开发有利区段的评价选择模式就成为技术攻关的重点。

3 煤矿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，值得注意的煤田地质勘探技术发展趋势如下。

3 . 1 井下物探技术

对矿区落差小于5m、长度小于150m的小断层及小型褶曲,使用现有的地

面勘探方法无法查明。因此, 在采区开采前,应在井下开展工作面勘探或采区勘探,使用的方法主要是沿煤层钻进和矿井物探。另外,也应开展使用探地雷达技术, 以便更有效地定量研究岩体, 准确确定巷道周围裂隙带和断裂带深度的特征,更好地为矿区地质勘探服务。

3 . 2 水平钻进技术

更多地采用水平钻进方法沿煤层钻进,同时采用随钻测斜技术。水平钻进技术是由受控定向钻进发展而来的。目前,水平钻进技术发展迅速,既能在井下沿煤层钻进,又能在地面沿垂直一圆弧一水平线轨迹进入煤层钻进。

3 . 3 勘探手段要多样化

选用综合勘探技术,是矿区深部煤矿勘探的发展方向。综合勘探技术能够提供实用的、详细的应力场和构造图,进而使矿山设计、施工和开采提供最佳的施工方向和开采方法。在低山丘陵区和平缓的平原等有条件的地区,先要进行地面物探,了解了勘探区的基本构造形态后,再选择合理的钻探网度进行布孔,从而能够提供不仅能解决地质目的,而且比较经济的综合勘探方法。

3 . 4 推进信息化建设

由于信息技术的快速发展, 信息技术现已经在煤田地质勘探中推广应用。由于信息技术中引入了许多高新技术,如大容量存储、并行分布式处理、多媒体、工作站、神经网络和人工智能等技术,在煤田地质勘探数据的处理过程中,可以用人机对话方式分析、处理、解释和显示大量的地质勘探数据,在现场就能作预处理、选择相关参数,可以提高勘探精度。

4 结束语

在地质勘探时时，一定要结合各矿区具体情况，在地质综合分析的基础上，对测区进行综合评价，坚持多手段相结合的综合勘探原则，这样才能有效地探测出各种地质构造，为采区设计、综采工作面回采提供可靠的地质资料。我国现阶段必须把握时机，加快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。