浅谈煤矿矿区的地质勘探方法

作者简介：郜宏伟（1984——），男，汉族，山西省高平市人，西南科技大学学士，现为开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司助理质工程师，主要从事煤矿井下物探技术工作。

摘要：煤矿矿区地质勘探方法是探明位置区域地质条件、保障煤矿开采安全的重要技术手段，从勘探位置角度可分为地面综合地质勘探和井下勘探，地面综合地质勘探主要是遥感、地面三维地震探测和地面钻探；井下勘探主要是巷探、井下物探和井下钻探。

关键词：地质勘探；地面；井下；煤矿；分析

煤炭资源的开发和利用为我国经济发展提供了坚实的能源保障，但是煤炭的资源的开发和利用技术却有待提升，尤其是煤矿的地质勘探工作，更是关系着资源开发的有效性和安全性。随着采煤深度及综合机械化的发展，为了保证采掘工作有计划地推进，必须准确地掌握开采的地质条件。所以，为保证矿井的安全高效生产，提前进行地质勘探已成为各大煤矿重中之重。

1 地面综合地质勘探

1.1 遥感地质勘探

近20年来，随着航空航天对地观测技术、计算机技术和电磁波信息传输技术等的深入研究，遥感技术得到了迅猛的发展，在实用化方向上迈出了重要的一步，并被广泛应用于煤矿初步地质调查与勘探中。

遥感分为主动遥感和被动遥感。遥感的基本原理主要是利用各种物体反射或发射电磁波的性能，由飞机、卫星、宇宙飞船等航空、航天运载工具上的传感器，从遥远距离接收或探测目标物的电磁波信息。遥感技术在煤矿地质调查过程中的具体应用就是对含有丰富图像信息和数字信息的航空相片和卫星相片的判读，是对煤田内的断裂构造、褶曲构造、节理密集带及赋存煤的具体情况提供了一种有效技术手段。

1.2 地面地球物理勘探

地球物理勘探是利用岩石具有不同的物理性质（如密度、磁性、导电性、弹性及放射性等）借助物探仪器，测出地下各种岩石对地球物理场所产生的异常而得到的物理数据，并利用测得的数据来圈定含煤地层分布范围，确定被掩盖区深处煤层的位置，控制地质构造及解决其他地质问题的技术手段。

地面地球物理勘探包括电法、磁法和重力法及地震法。1.电法勘探是根据岩石的导电性差异来寻找矿产资源和研究地质构造。它可以探明含煤地层的构造轮廓，了解埋藏深度，圈定老窑、岩溶陷落柱、岩浆岩体的分布范围。2.磁法勘探是岩石和矿石具有不同的磁性，可以产生磁场，这些磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。通过研究磁异常，可以寻找矿产和研究地质构造。3.重力勘探是利用组成地壳的各种矿体的密度差异所引起的重力变化，借助仪器找出重力异常区，寻找和圈定低密度煤炭矿产资源。4.地震勘探是利用人工爆破产生的地震波在不同岩层中传播速度的差异，来探明含煤地层的埋藏深度、控制大断层，判定地质构造的勘探手法。

1.3 地面钻探工程

钻探工程是通过钻探机械向地下钻进直径小而深度大的圆孔，并从孔内取得岩、煤芯地质资料，获得全钻孔岩性柱状图。从而揭露掩盖地区和深部的整个煤系地层，取得地层、岩性、构造及水文地质等多方面资料。

钻探工程根据地质目的的不同，钻孔分为探煤孔、构造孔、水文孔、水源孔、取样孔、井筒检查孔、验证孔等。如：开平煤田详查阶段设置的探煤地质孔，可以对煤层的深度、厚度、范围等有个详细了解。为了弄清岩溶发育及富水情况，需要设计水文观测孔等。钻探工程是最重要最常用的技术手段。它能适用于任何地区，尤其是在表土覆盖很厚的地区，成为探测深部岩层、煤层的主要手段。钻探工程不仅在煤田勘探各个阶段都使用，而且在矿井建设和生产时期也常使用。钻探工程有时也可布置在井下巷道中采用小型钻机探查煤层顶板、底板、煤厚或水平钻进探测地质构造。

2 地下综合地质勘探

2.1 采区地震勘探

采区设计前，通过采用地下地震勘探手段，查明采区构造形态和断层发育规律，查明煤层赋存状况及底板起伏形态，对影响开采的含水层富水性进行评价，为采区设计提供可靠的地质资料。

同时本阶段的主要工作也是进一步查明采区范围内的小构造，根据采区衔接的要求，应提前布置实施。现已成熟的地下探测技术包括三维地震勘探法、瞬变电磁法、矿井直流电法、放射性测井法等。

2.2 井下综合物探及钻探

井下物探种类繁多，我们可以针对不同的工作面，不同的地质条件，采用不同的物探手段，探明异常区地质情况，然后采用少量的钻探手段对重点异常区进一步验证。

（1）井下高密度电法仪：其目的是探测采掘巷道前方及下方是否存在着导水构造、底板含水层的集中富水带。（2）井下瞬变电磁法超前探测： （简称TEM），当发射电流开启和关断时，由于电磁感应作用产生电压脉冲，电压脉冲的衰减产生感应磁场（即一次磁场）。一次磁场随着时间的推移，在地下介质中产生涡流。地下涡流的变化又生产二次磁场，由于不同地质体其电性特征存在差异，其二次场的衰减亦存在差异。瞬变电磁法超前探测可以探测前方富水区异常区针对探测结果进行探放水。（3）地震仪：通过捶击地面产生地震波，地震波在传播过程中，遇到不同的地质界面，波形会发生变化。利用波形图可以推测主要构造的发育情况、存在的具体过程，还可以探测巷道老硐位置。

综上所述，任何一种单一的勘探方法，只能大致探明某一处地质因素，而对于整个开采范围内地质情况是难以探明的。所以采用单一的探查方法显然是不够的。我们要以钻探工程为主，其他工程相辅，联合多种勘探手段相结合的方式进行地质勘探。使其相互补充、相互验证，综合取得十分显著的技术效果。

3 结论

煤矿地质勘探的发展方向是将所有可利用的物探方法与技术进行系统地有机结合。针对某一区域采用多种物探手段查明该区域内断层分布、煤层埋藏深度与厚度、岩溶裂隙发育带的分布和隔水层厚度等。然后针对性地进行钻探排查，为煤矿开采地质条件提供技术服务，提前避免突发性事故的发生，保证煤矿安全生产。

参考文献

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